Full text of "Jahrbuch Der Drahtlosen Telegraphie Und Telephonie Vol 12"

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“Jahrbuch
drahtlosen Telegruphie und Telephonie

sowie des Gesamtgebietes der elektromagnetischen Schwingungen.

Unter Mitarbeit
von
Prof. M. Abraham (Mailand), Chefingenieur Dr. Graf v. Arco (Berlin), Dr. L. W. Austin
(Washington), Prof. A. Blondel (Paris), Prof. Ferdinand Braun (Straßburg), Dr. W. Burstyn
(Berlin), Reg.-Rat H. Eales (Groß-Lichterfelde), Dr. A. Esau (Berlin-Charlottenburg),
Prof. J. A. Fleming (London), Dr. Lee de Forest (New York), Prof. Josef von Geitler
(Czernowitz), Prof.Leo Graetz(München), Ingenieur W. Hahnemann (Kiel), Oberpostrat
0. Jentsch (Oppeln), Prof. L. Mandelstam (Odessa), Dr. Guglielmo Marconi (London),
Dr. Eugen Nesper (Berlin), Prof. J. W. Nicholson (Cambridge), Ingenieur Dr. Valdemar
Poulsen (Kopenhagen), Dr. phil. Heinrich Freiherr Rausch v. Traubenberg (Göttingen),
Prof. Augusto Righi (Bologna), Ingenieur Dr. J. S. Sachs (Frankfurt a. M.), Oberlt.
Thor Thörnblad (Stockholm), Geh. Hofrat Prof. Max Wien (Jena)

und unter besonderer Mitwirkung
von

Prof. Dr. J. Zenneck
herausgegeben

von

Dr. Gustav Eichhorn

(ehemal. Leiter der Ostseeversuchsstationen von Prof. Braun-Siemens & Halske)

in Zürich.

Zwölfter Band

Mit 298 Figuren im Text und 3 Tafeln

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BERLIN W.
VERLAG VON M. KRAYN
1918

Druck von Metzger & Wittig in Leipzig,

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Inhaltsverzeichnis.

Erstes Heft.

Robert Lindemann 7. Von K. W. Wagner und G. Eichhorn .

A. Sommerfeld: Die Überwindung der Erdkrümmung durch die
Wellen der drahtlosen Telegraphic. (Mit 1 Figur im Text)

C. J. de Groot: Über einige Probleme der Energieübertragung
zwischen zwei drahtlosen Stationen. (Mit 4 Figuren im Text) .

H. Nagaoka: Die Fortpflanzung elektrischer Wellen auf der Ober-
fläche der Erde und die ionisierte Schicht der A Papae; ea
8 Figuren im Text) pei

O. Demmler: Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit elek-
trischer Wellen an der Erdoberfläche. (Mit 5 Figuren im Text).

H. M. Macdonald: Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die
Erdoberfläche ;

E. W. Marchant: Die Heaviside- Schicht. (Mit 3 Hena. im Text)

Louis W. Austin: Die au der Stärke er ER
Signale mit der Jahreszeit. (Mit 1 Figur im Text). . .

Referate:

A. H. Taylor und A. S. Blatterman: Die zeitliche Änderung
der drahtlosen Übertragung bei Nacht an in nocturnal
transmission“. (Mit 2 Figuren im Text).

H. Parodi: Die Theorie von Eccles und die ae e Telegraphie :

(Mit 7 Figuren im Text).
Mitteilungen aus der Praxis:

Über eine besondere Antennen-Anordnung. (Mit 1 a im Text) |

Unabhängige holländische Übersee- an
Funkentelegraphie auf Tahiti ;
Reichweite drahtloser Stationen .
Norwegische Großstation Övresaeter
Der Zeitsignaldienst an Nordamerikas Kasten ei
Französische Funksprüche . . . . 2 nn nn nen
Patentschau:
H. Eales. (Mit 20 Figuren im Text)

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften .
Literaturverzeichnis .
Bücherbesprechungen a e E E E
Ausgegeben im Juni 1917.

RTD ar) E)
a

115
116
118

IV Inhaltsverzeichnis.

Zweites Heft.

Paul Ludewig: Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer
Faktoren auf die drahtlose Telegraphie. (Mit 16 Figuren im Text)

Fritz Löwenstein: Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflan-
zung bei der drahtlosen Übertragung. (Mit 6 Figuren im Text) .

J. L. Hogan: Die Signalreichweite bei der Aa OETA PAS
(Mit 1 Figur im Text) i

Louis Cohen: Drahtlose Zeichengebung auf wäils Knkfornungen,
J. A. Fleming: Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre .

Referate:

Frederick Schwers: The effect of water vapour in the atmo-
sphere on the propagation of electromagnetic waves. (Die Wir-
kung von Wasserdampf in der Denen auf die ROFRESDEUNE
elektromagnetischer Wellen) .

Mitteilungen aus der Praxis:

L. W. Austin: Quantitative Messungen über die Stärke der von
den deutschen Funkenstationen in Nauen und Eilvese aus-
gehenden Signale zu Washington. (Mit 2 enan im ae)

Funkspruchverkehr mit dem Auslande . .

Drahtlose Telegraphie auf Flugzeugen

Patentschau:

H. Eales. (Mit 21 Figuren im Text.) .

Bei der Redaktion en Bücher und Schriften .
Literaturverzeichnis . ©

Bücherbesprechungen . a e Er E e e
Ausgegeben im August 1917.
Drittes Heft.

R. Lindemann und E. ae x ne nr 30 Ben |

im Text) .
Edwin H. ENER oie. Einige neuere Verbesserungen am Audion
empfänger. (Mit 26 Figuren im Text) A
J. Bethenod: Über die Verwendung des Audions als Generator an
Selbsterregung. (Mit einer Figur im Text). a a aS 2
L. W. Austin: Quantitative Versuche mit dem Audion .
Referate:
Marius Latour: Theoretische pid des Audions. En
3 Figuren im Text). . . = en
Mitteilungen aus der Praxis:
L. W. Austin: Die Messung radiotelegraphischer Signale mit dem
schwingenden Audion. (Mit 2 Figuren im Text). . .
Patentschau:
H. Eales. (Mit 18 Figuren im Text) ;
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften .
Literaturverzeichnis . SP a
Bücherbesprechungen . pei e Dr N ee er
Ausgegeben im Oktober 1917.

184

185
192
195

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323
324
326

Inhaltsverzeichnis.

Viertes Heft.
H. Wiesent, Über einen direkt zeigenden ee a ac an
9 Figuren und 2 Kurven im Text und 1 Tafel.)

G. Vallauri, Über die Wirkungsweise der in der ae Tele-
graphie benutzten Vakuumröhren mit drei Elektroden a
(Mit 18 Figuren im Text.) .

Mitteilungen aus der Praxis:
Eichhorn, Audion. (Mit 1 Figur im Text.). ;
Drahtlose Telegraphie zwischen Kalifornien und Japan i
Patentschau: i
H. Eales. (Mit 18 Figuren im Text.) |
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften .
Literaturverzeichnis .
Bücherbesprechungen . Be er lee
Ausgegeben im Dezember 1917.

Fünftes Heft.

Eichhorn, Camille Tissot +

Eichhorn, William Duddell + Be le rt Rn

W. Burstyn, en und Abskinmschäiie; (Mit 7 Figuren
im Text) ; aoe a a SE

Mitteilungen aus der Praxis:

J. Zenneck, Über telephonische Messungen an einem drahtlosen
Empfänger. (Mit 4 Figuren im Text). ;

Benjamin Liebowitz, Quantitative Beziehungen in Detektor-
kreisen. (Mit 4 Figuren im Text) . ee

E. Roux, Untersuchungen und Verbesserungen am Parallelohm-
meter. (Mit 5 Figuren im Text). ; a

Briefe an die Redaktion .

Patentschau:
H. Eales. (Mit 27 Figuren im Text.)
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften .
Literaturverzeichnis .
Bücherbesprechungen .
Ausgegeben im Februar 1918,

418
421

426
426

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500
502

vI Inhaltsrerzeichnie.

on Sechstes Heft.

Max Dieckmann, Über BD zeiennnngen ce
Sende- und Empfangsstationen ; ;

W. Eccles, Eine a zur * Wellonlängenborechnung Sie 1 Figur
im Text). ... |

Referate: .
C. H. Graf von Bressler, Eine neue Anordnung zur Darstellung

von stehenden Wechselstromkurven mit der Braun-Röhre
Mitteilungen aus der Praxis: |

P. Luckey, Nomogramm für Schwingungszahl und Wellenlänge
von Kondensatorkreisen. (Mit 1 Tafel.) . ;

. _ Tyng M. Libby, Eine Übersichtstafel für, die Übermittelung
ungedämpfter Wellen. (Mit 1 Tafel.).

Aage S. M. Sörensen, Konstruktive Panne der Wellen-
länge aus Kapazität und Selbstinduktion. (Mit 5 Figuren im Text.)

Cornelius J. De Groot, Über das Wesen}und die Auscnltung
von Störungen. (Mit 2 garen) im Text) .

Patentschau: 5
H. Eales. (Mit 22 Figuren im Text).

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.
Literaturverzeichnis .
. Namenregister . EV u er
Ausgegeben im April 1918. `

Seite

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Jahrbuch EN

drahtlosen Telegraphie und Telephonie

Band 12. 197. Heft 1.

Robert Lindemann. +

Am 19. XI. 1916 verstarb plötzlich der Ständige Mitarbeiter an
der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt Dr. Robert Lindemann,
der auch allen Lesern dieses Jahrbuches als Mitarbeiter desselben
wohl bekannt ist. Er wurde am 20. V.1879 in Oker a. Harz ge-
boren, besuchte das Gymnasium zu Goslar und studierte nach be-
standener Reifeprüfung in Halle und Göttingen Naturwissenschaften
und Mathematik. In den Jahren 1903 bis 1905 war er als Assistent
am Physikalischen Institut der Technischen Hochschule in Dresden
tätig, im Dezember 1905 trat er in die Physikalisch-Technische Reichs-
anstalt ein. Hier hat er sich vorzugsweise auf dem Gebiet der schnellen
Schwingungen und der drahtlosen Telegraphie erfolgreich betätigt. Er
entdeckte die für die Praxis wichtige Tatsache, daß die Unterteilung
eines Leiters seinen Wechselstromwiderstand nicht immer erniedrigt,
so daß eine Litze unter Umständen einen höheren Widerstand hat als
ein massiver Draht von gleichem Querschnitt. Weitere Arbeiten
Lindemanns betreffen Dämpfungsmessungen mittels ungedämpfter
elektrischer Schwingungen, die Verwendung der harmonischen Ober-
schwingungen des Poulsen-Kreises bei Messungen der Wellenlänge, die
Messung von dielektrischen Verlusten bei Hochfrequenz, Untersuchungen
über die Wirkungsweise elektrolytischer Ventile und über die Wirkungs-
weise der Lieben-Röhre. Seine letzte wissenschaftliche Arbeit bestand
in der Ausarbeitung eines Hochfrequenz-Strommessers mit beliebig
vielen Meßbereichen und zur Messung beliebig starker Ströme. Die
Angaben des Instrumentes sind unabhängig von der Wellenlänge, es
kann mit niederfrequenten Wechselströmen geeicht werden und ver-
spricht für die Hochfrequenz-Meßtechnik von großer Bedeutung zu
werden. Seit Kriegsausbruch hatte Dr. Lindemann seine Arbeits-
kraft in den Dienst des Heeres gestellt. Auch auf diesem Gebiet ist
er erfolgreich tätig gewesen. | |

Jahrb. d. drahtl. Telegrapbie u. Telephonie. 12. 1

2 | A. Sommerfeld.

Die Reichsanstalt beklagt den allzu frühen Heimgang des hoff-
nungsvollen jungen Gelehrten. Durch seine Arbeiten hat er sich in
der Wissenschaft, durch sein liebenswürdiges und stets hilfsbereites :
Wesen hat er sich in den Herzen seiner Mitarbeiter ein bleibendes
Denkmal gesetzt. K. W. Wagner.

Den Verstorbenen, den ich noch im Frühjahr 1916 in Berlin.
in seinem Wirkungskreis aufsuchte, schätzte ich nicht nur als scharf
denkenden Wissenschaftler und tatkräftigen Pionier auf unserem Gebiete,
sondern auch als liebenswürdigen Menschen, dem alle, die ihn persönlich
gekannt haben, ein dauerndes freundliches Andenken bewahren werden.

G. Eichhorn.

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen
der drahtlosen Telegraphie.

Bericht über den gegenwärtigen Stand des Problems.

Von A. Sommerfeld.

Die Frage, wie die drahtlosen Signale größere Strecken der ge-
krümmten Erdoberfläche überstreichen können, hat naturgemäß seit je
das größte Interesse erregt. Anfangs glaubte man, die Wellenbahnen
im Sinne der geometrischen Optik konstruieren zu können; man meinte
also, daß zur Vergrößerung der Reichweite eine Erhöhung der Antenne
nötig wäre: nur solche Punkte sollten von den drahtlosen Signalen
erreicht werden, die von der Spitze der Antenne aus gesehen
werden könnten. Diese rohe Vorstellung wurde alsbald durch die Tat-
sachen der sich vervollkommenden Technik aufs Glänzendste widerlegt.

Indem man den optischen Ideenkreis zunächst festhielt, mußte
man zur Erklärung dieser Tatsachen auf die Beugung des. Lichtes
verweisen, also nicht geometrische, sondern physikalische Optik
treiben. Das Licht pflanzt sich bekanntlich nicht immer geradlinig
fort, sondern wird um Kanten herumgebeugt; es kann, wenn auch mit
kleiner Intensität, bis tief in den geometrischen Schatten eindringen.
H. Poincaré, der das Ausbreitungsproblem der drahtlosen Wellen
immer wieder und immer wieder mit anderem Ergebnis bis in die
letzten Jahre seines Lebens untersucht hat, schätzte in früheren

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen usw. 3

Arbeiten die Wirkung der Wellenbeugung an der Erdkrümmung ab;
er kam dabei zu einem negativen Ergebnis, nämlich zu der Meinung, daß
die Gesetze der optischen Beugung die tatsächlich beobachteten Reich-
weiten nicht erklären können.

Allerdings sind die Methoden der. gewöhnlichen Beugungstheorie
auf die außerordentlich kleine Wellenlänge des Lichtes zugeschnitten.
Man konnte bezweifeln, ob sie auf die großen Wellenlängen der draht-
losen Telegraphie übertragen werden dürfen. Sicherheit hierüber
konnte nur eine tiefere mathematische Analyse geben, die das Feld
eines elektromagnetischen Dipols (Antenne) in der Umgebung einer
leitenden (mit Seewasser bedeckten) Erdkugel strenge ermittelt. Dieses
Problem ist von verschiedenen Seiten in Angriff genommen worden,
zuerst wohl von Macdonald, dann in einer Serie von Abhandlungen
im Philosophical Magazine von J. W. Nicholson, über welche der
Verf. in diesem Jahrbuch 4, 20, 1910 selbst zusammenfassend berichtet.
Poincar6s letzte Arbeit über diesen Gegenstand ist den Lesern dieses
Jahrbuches sogar ausführlich in einer Übersetzung 8, 445, 1910
mitgeteilt worden.

Da mir die mathematischen Methoden der genannten Arbeiten
reichlich verwickelt und undurchsichtig erschienen, schlug ich Hrn.
H. W. March eine Behandlung des Problems mit neuen Mitteln vor
(Ersetzung der üblichen unendlichen Reihe nach Kugelfunktionen durch
eine Integraldarstellung mit Kugelfunktionen, deren Beweis Hrn. March
in der Tat gelungen ist) Leider ist die Diskussion des Schlußresul-
tates bei March durch einen Fehler entstellt, den bald darauf
W. v. Rybezynski!) verbessert hat. Die Darstellung der Ryb-
czynskischen Resultate wird den Hauptteil des gegenwärtigen Be-
richtes bilden. Wie ich glaube, müssen dieselben die Grundlage für
alle weiteren Untersuchungen auf diesem Gebiete und für den Ver-
gleich mit der Erfahrung bilden. Während das Schlußresultat von
March infolge des genannten Fehlers prinzipiell von den Resultaten
von Poincaré und Nicholson abwich, nähert sich das Ergebnis
Rybezynskis diesen in erfreulicher Weise, verbessert sie aber durch
die genauere numerische Diskussion des maßgebenden Zahlenfaktors.
So kommt es, daß Nicholson und Poincaré zu einem negativen Er-
gebnis gelangen: Nach ihnen kann die beträchtliche Reichweite der
drahtlosen Wellen nicht durch die Rechnung erklärt werden; die Ab-
nahme der Intensität beim Fortschreiten der Wellen fiele rechnerisch

1) Ann. d. Phys. 41, 191, 1913.
1*

4 A. Sommerfeld.

zu groß aus. Dagegen läßt die Rybezynskische Formel eine positive
Deutung zu, trotzdem sie ihrer allgemeinen Bauart nach mit Poin-
car6 und Nicholson zusammenfällt: der „Dämpfungsfaktor“ oder
„Zerstreuungsfaktor“, der bei Rybezynski genauer untersucht wird,
und dessen Wert hier kleiner ausfällt, scheint mit den Beobachtungen,
wenigstens denen bei Tage, verträglich zu sein.

Der Vergleich der theoretischen Ausbreitungsgesetze mit den er-
. fahrungsmäßigen ist keine leichte Sache. Ganz abgesehen von den
meteorologischen Störungen und den lokalen Unsicherheiten erfordert
dieser Vergleich offenbar ausgedehnte quantitative Messungen. Bei der
außerordentlichen Empfindlichkeit der neueren Detektor- und Ver-
stärkervorrichtungen bedeutet die Tatsache des Empfanges an sich
noch nichts für die Stärke der ankommenden Wellen. Es ist durch-
aus nötig, die Wellen für verschiedene Entfernungen und bei ver-
schiedenen Wellenlängen in vergleichbarer Weise zu messen. Sorg-
same Messungen dieser Art scheinen bisher nur von L. W. Austin
vorzuliegen (vgl. dieses Jahrbuch 5, 75, 1911). Es wird die Aufgabe
späterer ruhigerer Zeiten sein, weitere derartige Messungen unter ver-
änderten Versuchsbedingungen beizubringen. Zurzeit sind wir auf
diesen einen Gewährsmann angewiesen. Alle unsere Bemerkungen über
die Gültigkeit der Theorie in der Erfabrung sind daher mit dem Vor-
behalt weiterer Prüfung an einem umfassenderen Material gemeint.

Einen radikalen Standpunkt in der Frage der Reichweiten und
ihres Zusammenhanges mit der Erdkrümmung nimmt J. A. Fleming
in seiner Eröffnungsrede zur Diskussion über „ausstehende wissen-
schaftliche Fragen der drahtlosen Telegraphie‘ auf der British Asso-
ciation in Dundee 1912 ein. Er stützt sich auf meine Arbeit vom
Jahre 1909 in den Ann. d. Phys. auf die dort abgeleitete Unter-
scheidung zwischen Raumwellen und Oberflächenwellen, aus denen sich
der Ausbreitungsvorgang zusammensetzt und auf die Ähnlichkeit
zwischen Öberflächenwellen und Hertzschen Drahtwellen, welche letz-
tere ohne merklichen Strahlungsverlust jeder Krümmung des Drahtes
folgen können. Fleming schließt aus dem Nachweis der theoretischen
Möglichkeit von Oberflächenwellen!): „Wir brauchen nicht länger nach
einer Erklärung von Reichweiten gleich ein Viertel des Erdumfanges
durch abnorme Beugung zu suchen. Die Beugung hat nichts mit
der Sache zu tun. Der Erfolg auf solche Entfernungen hin ist allein

1) Vgl. Nature, Ba. 90, p. 267, s. auch Jahrbuch d. drahtl. Telegraphie
8, 389, 1914. | |

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen usw. 5

den Oberflächenwellen zuzuschreiben, die gleich den Drahtwellen längs
der Oberfläche fortgeleitet werden, gleichgültig, welche Krümmung
sie hat.‘

In einem Briefe an die Versammlung, der bei der Diskussion
vorgelesen wurde, mußte ich dieser für die Oberflächenwellen gar zu
schmeichelbaften Auffassung entgegentreten. Die Oberflächenwellen sind
nur ein Teil des Feldes; sie sind ursächlich verbunden mit den Raum-
wellen. Wenn die Raumwellen von der gekrümmten Erde forteilen,
können die ÖOberflächenwellen ihren Weg nicht ungestört fortsetzen.
In meiner Arbeit wurde nur die ebene Erdoberfläche strenge unter-
sucht; der Schluß von dieser auf die gekrümmte Erdoberfläche ist,
wie auch Herr Nicholson bei der Diskussion hervorhob, nicht ohne
weiteres gestattet und die strenge mathematische Untersuchung des
Problems der gekrümmten Erdoberfläche ist deshalb nicht überflüssig.
Diese Untersuchung, welche, wie gesagt, am besten von Rybezynski
ausgefürt ist, enthält in ihren Schlußformeln alles zusammengenommen:
die Beugung der Raumwellen, die Fortleitung der Oberflächenwellen,
die Dämpfung durch Energieverluste in der Erde und durch Ausstrah-
lung in den Raum („Zerstreuung‘‘).

Lange bevor die quantitative Theorie des Problems so weit ge-
gefördert war, hatte man zur Erklärung der großen Reichweiten Ge-
sichtspunkte speziellerer, mehr meteorologischer Art aufgestellt. DaB
solche Umstände eine große Rolle spielen, beweist zweifellos die Ver-
schiedenheit der Reichweite bei Tag und Nacht, ihre Veränderlichkeit
mit dem Wetter und sonstigen schwer kontrollierbaren Nebenumständen,
ihre Abnahme bei Sonnenaufgang ete. Die Frage ist nur, ob diese
Umstände bereits zur Erklärung der normalen und durchschnittlichen
Tagesreichweiten herangezogen werden müssen und ob ohne sie eine
Überwindung der Erdkrümmung überhaupt unmöglich ist. Wohl-
bekannt ist die Ansicht von Lecher u. a.: Die oberen Schichten der
Atmosphäre sind verhältnismäßig stark leitend, durch Ionenzerfall unter
dem Einfluß ultravioletter Sonnenstrahlen; die drahtlosen Wellen be-
wegen sich also in einer engen Schale zwischen Erdoberfläche und
Atmosphärengrenze; letztere reflektiert die Wellen nach der Erde
zurück; die Überwindung der Erdkrümmung wäre hiernach dem Ein-
greifen einer äußeren Hilfe zu verdanken. Ein anderer Gesichtspunkt
wird von Fleming vertreten: Die höheren Luftschichten haben eine
höhere Dielektrizitätskonstante, also auch einen höheren Brechungs-
index wie die tieferen; die Wellen werden daher nach der Normalen
der Schichtenbildung hin — also von der Erdoberfläche weggebrochen.

6 A. Sommerfeld.

Man erkenut den Unterschied beider Ansichten: Nach Lecher sollen
die atmosphärischen Schichten günstig, nach Fleming ungünstig
wirken; nach jenem sollen sie die großen Reichweiten ermöglichen,
nach diesem sollen sie die Reichweite unter denjenigen Betrag herab-
setzen, der bei einer homogenen Atmosphäre zu erwarten wäre. Dabei
ist zu beachten, daß in beiden Fällen ein anderer Charakter der
Sebichtbildung vorausgesetzt wird: bei Lecher eine relativ scharfe
Schichtbildung, die zu einer regelrechten Reflexion Anlaß gibt, bei
Fleming eine allmähliche Änderung der Eigenschaften nach der
Normale der Schichtung, die das Eindringen der Wellen begünstigt,
wobei „scharf“ und „allmählich“ nach der Skala der Wellenlängen zu
beurteilen ist: für den Reflexionseffekt muß die Änderung der Material-
eigenschaften auf die Strecke einer Wellenlänge erheblich, für den Ein-
dringungseffekt muß sie auf eben diese Strecke sehr gering sein.
Poincaré und Nicholson waren bei ihrem negativen Resultat
gezwungen, das Eingreifen eines deus ex machina nach Art der Re-
flexionsschichten in der oberen Atmosphäre anzunehmen. Wir glauben,
nach dem Ergebnis der Rybezynskischen Rechnungen im Zusammen-
hang mit den Austinschen Messungen bei der Erklärung der nor-
malen Tagesreichweiten der Reflexionshypothese entbehren zu können.
Eher scheint es uns angezeigt, die Reflexionseffekte für die abnormen
und wechselnden Reichweiten bei Nacht verantwortlich zu machen.
Die ungünstige Wirkung der geschichteten Atmosphäre im Sinne von
Fleming dürfte dagegen normalerweise, also auch bei Tagesbeobach-
tungen, mitwirken. Wir kommen auf diese Frage zum Schlusse
unseres Berichtes zurück, nachdem wir das — allerdings noch recht
spärliche — quantitative Material zusammengetragen haben werden.

Die theoretischen Ergebnisse von Rybczynski.

Eine das elektromagnetische Feld der Wellenausbreitung zusammen-
fassende Potentialfunktion wird bei Rybczynski ebenso wie bei
March durch ein Integral dargestellt, in dem neben der Kugel-
funktion P, mit kontinuierlich veränderlichem Index œ ein Quotient
&/& vorkommt, der aus einer gewissen Besselschen Funktion mit dem
ebenfalls kontinuierlich veränderlichen Index œ und dem Argumente

ana
parc (1)

gebildet ist (a = Erdradius, A = Wellenlänge, so daB ọ eine sehr
große Zahl bedeutet). Die Integration erstreckt sich in der Variabeln œ

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen usw. 7

von 0 bis 00. Für die Ausführung der Integration muß der Wert
von 5/6’ durch eine Näherungsformel ersetzt werden. Die Näherungs-
formel war bei March so gewählt, daß sie auf der ganzen «-Achse
sich der darzustellenden Funktion &/&’ anschmiegte, außer an der kri-
tischen Stelle œ = ọ. Auf die Umgebung dieser Stelle kommt es aber
gerade an, da sie den Hauptbestandteil für das fragliche Integral lie-
fert. Rybezynski ersetzt daher die Marchsche Näherung durch eine
andere, welche in einiger Entfernung von der Stelio œ = ọ mit jener
merklich identisch wird, überdies aber auch noch an dem maßgebenden
Punkte in der Umgebung der Stelle œ = ọ den wirklichen Wert von
C/& wiedergibt. Die Integration läßt sich auf Grund dieser Näherungs-
formel ausführen und liefert als Amplitude des fraglichen Potentials
den Ausdruck
(O sin O) = is e- 0,33e'i50 (2)
Hier ist
r l
0 = a (8)
der durch den Erdradius a geteilte Abstand r des Empfängers vom
Sender, auf der Erdoberfläche gemessen, also der geozentrische Winkel,
unter dem, vom Mittelpunkte der Erde aus gesehen, Sender und
Empfänger erscheinen. Bei March fehlt wegen seiner ungenaueren
Näherungsformel in dem Ausdruck (2) der Exponentialfaktor, der die
uns hauptsächlich interessierende Zerstreuung oder Dämpfung der
Wellen mißt.

Die Ermittelung des für die Integration „maßgebenden‘“ Punktes
der «-Achse ist eine ziemlich schwierige und heikle Sache. Sie ge-
schieht bei Rybczynski auf Grund umfangreicher numerischer Rech-
nungen und genauer Zeichnungen für den Verlauf der Funktion £/£”.
Rybczynski betont selbst die Unsicherheit und Empfindlichkeit seiner
Resultate gegen kleine Änderungen der Approximationsrechnungen, die
mit der Natur der Aufgabe (Annäherung in einer für die Funktion
kritischen Stelle) notwendig verknüpft ist. Daher erklärt es sich, daß
bei Nicholson trotz eines im Grunde ähnlichen Verfahrens das Re-
sultat praktisch wesentlich anders lautet, nämlich in den obigen Be-
zeichnungen

(O sin O)-"re- 97. =@ (4)

Bei Nicholson ist die numerische Diskussion nicht so weit ge-
führt wie bei Rybezynski; die Näherung wird hier, was bei einer
weniger heiklen Frage ausreichen würde, so gewählt, daß sie mit £/£’

8 A. Sommerfeld.

die der «-Achse nächstgelegene Unendlichkeitsstelle gemein hat. Diese
scheinbar geringfügige Abänderung des Approximationsverfahrens, welche
an sich mathematisch nahe liegt, bringt es mit sich, daß im Dämpfungs-
faktor statt 0,33 der mehr als doppelte Wert 0,7 erscheint. Bei Poin-
care ist die Rechnung nicht bis ins Numerische hinein geführt; Poin-
care begnügt sich, festzustellen, daß überhaupt ein exponentieller
Dämpfungsfaktor von der in (3) und (4) angegebenen Form auftritt, und
schließt daraus, daB dieser Faktor auf größere Entfernungen (endliche Werte
von 0) die Wellen völlig zum Erlöschen bringt. Demgegenüber ist zu
betonen, daß die genaue numerische Größe dieses Dämpfungsfaktors für
die Frage der Überwindung der Erdkrümmung entscheidend ist und
daB eine Erhöhung des Zahlenwertes von 0,33 auf 0,7 die Lage der
Dinge vollständig verändern würde.
Wir zeigen dies durch Angabe einiger Zahlenwerte. Es sei

=5000km, A=5km
(5000 km entspricht einem halben Erdquadranten. Dann ist

0=7, ọ = 8000, g'i = 20

also
1
180

Auf den halben Erdquadranten würde also die Amplitude wegen
des Rybczynskischen Dämpfungsfaktors auf 1/180 ihres Wertes bei
kleinen Entfernungen abnehmen. Das erscheint bei der Empfindlichkeit
unserer Empfangsapparate nicht verhängnisvoll. Anders bei dem
Nicholsonschen Dämpfungsfaktor. Da 0,7 größer als 2. 0,33, würde
sich statt 1/180 weniger als

1 1
(180)? 32400

also eine ganz andere Größenordnung ergeben, welche nach der Mei-
nung von Nicholson den Empfang in solchen Entfernungen aus-
schließen würde. Da wir auf die genauere quantitative Seite der
Frage noch eingehen werden, brauchen wir hier die reichlich un-
bestimmten Meinungen über die Empfangsmöglichkeiten nicht zu ver-
folgen. Worauf es ankam, war nur dieses: zu zeigen, wie delikat die
Frage der analytischen Annäherung sich gestaltet und welche prak-
tischen Folgerungen aus der größeren oder geringeren SADELA dieser
Annäherung fließen.

e -0,330 he —

Die Überwindung der Erdkrüämmung durch die Wellen usw. 9

Wie gesagt, ist der zweite Faktor in dem Ausdrucke (2), unser
Dämpfungs- oder Zerstreuungsfaktor, praktisch die Hauptsache. Wir
wollen aber auch noch über den ersten Faktor F = (O sin O)-" ein
Wort sagen, da ihm ein gewisses theoretisches Interesse nicht abzu-
sprechen ist. Für kleine Entfernungen (© klein gegen 1) wird dieser
Faktor ersichtlich

(5)

Wir haben hier also das bekannte Gesetz der Amplitudenabnahme,
das aus der Vorstellung der „Raumwellen“ unmittelbar folgt und
z. B. durch Versuche von Tissot eine (wenn auch ungenaue und
qualitative) Bestätigung gefunden hat. Dabei ist zu beachten, daß das
Auftreten von Oberflächenwellen bei der Art der bisherigen Problem-
stellung (Erdkugel mit Seewasser bedeckt, also unendlich gut leitend)
ausgeschlossen ist. Lassen wir nun © wachsen, so nimmt F zunächst
weiter ab, bis über © = n/2 hinaus. Dann aber folgt, mit der An-
nöherung an’Q = rn, ein Anstieg von F, welcher für © = n wegen
Verschwindens von sin © sogar einen unendlichen Anstieg ergeben
würd. © = n ist der zum Sender antipodische Punkt; er würde
einen Brennpunkt und Sammelpunkt für die von dem Sender aus-
gehenden Wellen darstellen, was unsere Formel in der Tat automatisch
wiedergibt. Natürlich wird in Wirklichkeit dieser Anstieg durch die
überhand nehmende Dämpfung illusorisch.h Die von March für F
mitgeteilte Figur (F in Abhängigkeit von ©) ist in den Zenneckschen
Leitfaden, 2. Aufl., S. 307 aufgenommen.

Rybczynski untersucht auch anhangweise den Einfluß endlicher
Leitfähigkeit auf die Ausbreitung an der Erdkugel. Das Resultat ist,
daß der Dämpfungsfaktor dadurch nicht merklich geändert wird; die
endliche Leitfähigkeit modifiziert nur den ersten Faktor F, in dem
sich dann neben den Raum- auch Öberflächenwellen etc. bemerklich
machen. Diese letzten Angaben legen noch eine Bemerkung über die
Nomenklatur nahe. Von Dämpfung sprechen wir gewöhnlich bei
Energieverlusten durch Widerstände. Unser „Dämpfungsfaktor‘ dagegen
ist, wie sich soeben zeigte, hiervon unabhängig; er hat denselben Wert
für die widerstandsfreie, unendlich gut leitende Erde, wie für eine
Erde von wirklichem elektrischen Widerstande Deshalb bevorzuge
ich die Benennung „Zerstreuungsfaktor‘‘ an Stelle des sonst üblichen
„Dämpfungsfaktor‘ und werde im Folgenden an jener Benennung fest-
halten. Ze | |

10 A. Sommerfeld.

Vergleich mit den Austinschen Messungen.

Austin hat seine schon oben genannten Messungen bis auf fast
2000 km über Seewasser ausgedehnt. Sein Empfänger war auf einem
Kriegsschiff angebracht; die Geberstation war Brant-Rock. Gemessen
wurde der effektive Strom im Empfänger. Als allgemeine Ergebnisse
fand er, daß die Abnahme der Amplitude auf größere Entfernungen
erheblich rascher erfolgt als proportional 1/r und daß sie bei Tage,
wo allein gleichmäßige und gesetzmäßige Werte erhalten werden, für
lange Wellen kleiner ist als für kurze Wellen. Beide Resultate ent-
sprechen unserer Formel (2) (sowie der davon qualitativ nicht ver-
schiedenen Formel (3). Die stärkere Abnahme als 1/r wird in
unserer Formel dadurch zum Ausdruck gebracht, daß zu dem vorher
mit F bezeichneten ersten Faktor, der nach Gl. (5) mit r umgekehrt
proportional war, noch der zweite Exponentialfaktor hinzutritt. Dieser
hängt vermittelst der Größe o, Gl. (1) von A und vermittelst der
Größe ©, Gl. (3) von r ab. Die Abhängigkeit von A ist derart, daß
der fragliche Exponentialfaktor mit Vergrößerung von A (Verkleinerung
von 0) sich vergrößert, was der beobachteten Verminderung der Ampli-
tudenabnahme bei Vergrößerung der Wellenlänge entspricht.

Die Formel, die Austin zur Darstellung seiner Messungen be-
nutzt, ist allerdings von der unsrigen verschieden. Sie lautet nämlich

C N (6)

Diese Formel ist rein empirischer Natur; r und A sind in km zu
messen, C ist von r unabhängig, dem primären Strom direkt und der
Wellenlänge indirekt proportional. Schreiben wir unsere Formel (2)
ebenfalls in km an, indem wir den Wert von a einsetzen, so ergibt
sich für solche Werte von ©, für die man annähernd sin durch O
ersetzen kann (z. B. © < n/4):

a Vi (7)

jr
Ähnlich folgt aus der Formel (4) von Nicholson auf gleiche Weise
und unter den gleichen Bedingungen
©” — 0,0036 —-
7e Vi (8)
Die Ähnlichkeit der Zahlenwerte 0,0015 und 0,0017 in (6) und
(7) soll uns indessen nicht eine praktische Äquivalenz dieser beiden

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen usw. 11

Formeln vortäuschen. Da die Formel von Austin nicht homogen in
den Dimensionen der Längeneinheit ist und wir uns des Vergleichs
wegen diesem (an sich nicht empfehlenswerten) Gebrauch in (7) an-
schließen mußten, so bedeutet die Ähnlichkeit von 0,0015 mit 0,0017
zunächst nur etwas für die Wellenlänge A=1 km Für} = 2 km
wären die zu vergleichenden Zahlenkoeffizienten von r im Exponenten
bzw.

$ 015 bd e
eak = 0,00106 bei Austin,
va.
01
a = 0,00136 bei uns.
v2

Bei größeren Werten von A wird der Unterschied beider Formeln
dementsprechend noch größer, in dem Sinne, daß unsere Formel eine
stärkere Abnahme des Zerstreuungsfaktors mit r ergibt als die em-
pirische Formel,

Indessen ist die empirische Formel in keiner Weise bindend oder
der Natur der Sache unbedingt angepaßt. Vielmehr weiß jeder, der
mit den empirischen Formeln der Technik zu tun gehabt hat, wie viel
Willkür hier unterlaufen kann. Im vorliegenden Falle sehen wir die

2
Willkür in dem Ansatz VA: ob die Abnahme der Zerstreuung mit

2 3
wechseindem A im Sinne von YA oder von VA vor sich geht, ist
offenbar aus einem wenig scharfen Beohachtungsmaterial kaum zu ent-
scheiden. Deshalb wollen wir die empirische Formel von Austin zu-
nächst auf sich beruhen lassen und uns direkt an das Austinsche
Versuchsmaterial halten.

Auf die vollständigere Bearbeitung dieses Materials hoffe ich in
späteren Zeiten zusammen mit J. Zenneck zurückzukommen. Für
den Augenblick muß ich mich darauf beschränken, eine Äußerung aus
dem Zenneckschen Leitfaden und eine Rybczynskische Figur her-
zusetzen. Zenneck bemerkt l. c. S. 308: „Vergleicht man die
Austinschen Beobachtungen mit dem theoretischen Gesetz (unsere
Gl. (2) bzw. (7), so überzeugt man sich, daß diese Beobachtungen
durch das theoretische Gesetz ebenso gut wiedergegeben werden wie
durch das empirische.“ Dies wird im Speziellen (für A = 3,75 km)
durch die nachstehende Figur von Rybczynski belegt. Hier ent-
spricht die ausgezogene Kurve dem empirischen Zerstreuungsfaktor von
Austin, Gl. (6), die gestrichelte unserem theoretischen Gesetz, Gl. (7),

Empfangsstrom in 10 Amp.

12 A. Sommerfeld.

die punktierte Kurve dem theoretischen Gesetz von Nicholson,
Gl. (8). Wie man sieht, scheint unsere theoretische Kurve den Tages-
beobachtungen sogar besser gerecht zu werden wie die empirische
Kurve. Die Nachtbeobachtungen liegen viel unregelmäßiger wie die
Tagesbeobachtungen und fallen bei großen Entfernungen gelegentlich
höher aus, als der Gang der Tagesbeobachtungen oder irgendeine
formelmäßige Festlegung derselben erwarten läßt.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Seemeilen.
` © Tagesbeobachtungen x Nachtbeobachtungen A = 3,75 km.

Wir möchten also als Ergebnis dieses Berichtes folgende Schlüsse
ziehen, immer vorbehaltlich einer späteren Erweiterung des Beobach-
tungsmaterials und einer vollständigeren Durchrechnung desselben:

1. Die Erdkrümmung bringt einen Zerstreuungsfaktor mit sich,
die Schwächung durch Zerstreuung wächst nach Theorie und Beobach-
tung exponentiell mit der auf der Erdoberfläche gemessenen SOTE
zwischen Sender und Empfänger.

2. Durch Vergrößerung der Wellenlänge wird die Yet
heruntergesetzt, worin wir einen Hinweis auf die Nützlichkeit von
großen Wellenlängen für die Überseetelegraphie sehen können; die die

Die Überwindung der Erdkrümmung durch die Wellen usw. 13

Praxis längst erkannt hat. Ob die Abhängigkeit des Zerstreuungs-
s
faktors durch YA gegeben wird, wie es die Theorie verlangt oder durch

2.2
VA, wie es Austin nach seinen Messungen vermutet, läßt sich aus
den Messungen nicht eindeutig entscheiden; jedenfalls widersprechen

3
sie nicht der theoretischen Forderung Và.

3. Die Größe des Zahlenfaktors im Exponenten des Zerstreuungs-
faktors kommt bei Rybczynski vermöge einer genaueren numerischen
und graphischen Approximation etwa halb so groß heraus wie bei
Nicholson (Poincaré spricht nur im allgemeinen von der exponen-
tiellen Abhängigkeit, ohne genauere numerische Angaben). Dement-
sprechend wird der Zerstreuungsfaktor selbst bei Rybezynski etwa
gleich der Quadratwurzel des Wertes von Nicholson.

4. Bei diesem so reduzierten Zerstreuungsfaktor ist die Meinung
von Nicholson und Poincaré nicht mehr haltbar, daß die tatsäch-
lichen Reichweiten mit der reinen elektromagnetischen Theorie unver-
träglich seien. Vielmehr stimmen die Tagesmessungen von Austin
(vgl. Figur) recht gut mit den theoretischen Werten überein.

5. Wir haben daker keinen Grund, bei den Tagesbeobachtungen
die Mithilfe von reflektierenden Luftschichten in Anspruch zu nehmen.
Wohl aber dürften diese zur Erklärung der abnorm großen und
gleichzeitig unregelmäßigen Reichweiten bei Nacht heranzuziehen sein.

6. Die Möglichkeit ist im Auge zu behalten, daß die Resultate
der reinen elektromagnetischen Theorie durch sonstige atmosphärische
Einflüsse (z. B. Abbiegung der Wellen nach den Schichten höheren
Brechungsindex, welche notwendig mit weiterer Schwächung der Signale
verbunden wäre), sekundär beeinflußt werden.

Zusatz bei der Korrektur, 8. Dezember 1916. Gerade zur
rechten Zeit erhalte ich eine neue Arbeit von Herrn Austin, die in
den Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Vol. IV, Nr. 3,
veröffentlicht ist", vom Februar 1916. Die Messungen sind auf der
Station Darien gemacht und geben die Hörbarkeit der verschiedenen
Groß-Stationen in Darien wieder, darunter als der entferntesten die-
jenige von Nauen im Abstande 9400 km, also fast einem Erdquad-
ranten. |

Herr Austin benutzt seine neuen Messungen zu einem Vergleich
seiner zusammen mit Herrn Cohen aufgestellten Formel mit der auf

meine Veranlassung von Herrn Rybczynski berechneten und kommt
®

1) Vgl. auch Jahrbuch 11, 125, 1916.

14 A. Sommerfeld. Die Überwindung der Erdkrümmung usw.

zu dem folgenden Endergebnis: „Es scheint möglich, daß die Sommer-
feldsche Formel die niedrigsten Stärken der Empfangssignale richtig
wiedergibt, daß diese aber in der Regel verstärkt werden durch Energie
aus den oberen Schichten der Atmosphäre; die Intensität dieser Energie-
zufuhr wird vermutlich von der Wellenlänge abhängen. Unter dieser
Voraussetzung würde der Zersteuungsfaktor der empirischen Formel
die Summe der beiden Wirkungen darstellen, welche in ihrem Zu-
sammenwirken möglicher Weise die Quadratwurzel aus der Wellenlänge
mit sich bringen könnte, an Stelle der dritten Wurzel, die die Theorie
liefert.“ Zu

Die neuen Austinschen Messungen würden also nach Auffassung
von Herrn Austin gegen unsere obigen Folgerungen (4) und (5) sprechen,
nach denen für die Tagesbeobachtungen die Mitwirkung der Reflexion
entbehrlich wäre. Indessen ist zu beachten, daß die neuen Messungen
für die theoretische Diskussion weniger günstig sind wie die älteren.
bei denen die Entfernung und Wellenlänge variiert wurden, während
bei den neuen Messungen Entfernung und Wellenlänge durch Ort und
Betrieb der aufgenommenen Stationen ein für alle mal gegeben sind. °
Andrerseits haben die neuen Messungen den Vorteil, daß sie bis zu
fünfmal so große Entfernungen benutzen wie die älteren, so daß auch
sie einen wertvollen Beitrag zur Klärung der in diesem Bericht be-
sprochenen Fragen liefern.

Was die Abhängigkeit des Zerstreuungsfaktors von der Wellen-
länge betrifft, so läßt sich diese ersichtlich nur entscheiden durch
Messungen, die bei gleicher Entfernung mit verschiedenen Wellenlängen
ausgeführt sind. Solche Messungen liegen in den älteren Beobachtungs-
reihen von Austin teilweise vor, wobei allerdings eine noch stärkere
Variation der Wellenlängen sehr erwünscht wäre. Die Austinsche
Vermutung, daß Reflexion an den oberen Luftschichten die theoretische

3 2
Abhängigkeit YA in die Abhängigkeit YA verwandeln könnte, scheint
mir zunächst nicht sehr einleuchtend. Wenn, wie es nach den neueren
Messungen von Austin festzustehen scheint, unsere theoretische Formel
auf sehr große Entfernungen zu kleine Empfangsstärken ergibt, so
würde es meiner Meinung nach am nächsten liegen, unter Beibehaltung
der theoretischen Form des Zerstreuungsfaktors und seiner Abhängig-

3
keit von YA nur den Zahlenfaktor 0,38 in dem Ausdrucke (2) empi-
risch zu korrigieren, welcher, wie oben. auseinandergesetzt, nicht sehr
sicher ist; eine geginge Verminderung desselben würde zumal bei großen
Entfernungen die Reichweite schon erheblich vergrößern.

C. J. de Groot. Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 15

Im Übrigen liegt es mir fern, die oben unter (4) und (5) ge-
äußerte Ansicht von der Unwirksamkeit des Reflexionseffektes einseitig
zu verteidigen, um dadurch die einfache rein-elektromagnetische Auf-
fassung zu stützen. Ich möchte nur neuerdings dazu auffordern, die
Frage nicht zu früh für erledigt anzusehen und geeignete Beobach-

tungen sorgsam zu diskutieren. (Eingesandt 15. Oktober 1916.)

Adresse des Autors: Prof. Dr. A. Sommerfeld,
München, Leopoldstr. 87.

Über einige Probleme der Energieübertragung zwischen
zwei drahtlosen Stationen.
Von C. J. de Groot.

Es ist bekannt, daß die noch ungelösten Probleme in der draht-
losen Telegraphie sich nicht auf die eigentlichen Stationseinrichtungen
bezieben, sondern hauptsächlich die Energieübertragung und die
auftretenden luftelektrischen Störungen im zwischenliegenden Medium
betreffen.

Bei der großen Zahl von hervorragenden Gelehrten, teils Phy-
sikern, teils Ingenieuren, die sich mit ihrer vollen Energie auf
diese neue Wissenschaft geworfen haben, welche so besondere Reize
bot, ist es kaum zu verwundern, daß die innere Apparatur der Sta-
tionen in kurzer Zeit zu einer Vollkommenheit gebracht wurde, welche
derjenigen ‘der normalen technischen Einrichtnngen fast gleichkommt.

Seitdem man brauchbare Wellenlängen mit einem Nutzefiekt von
50°), und mehr, bei großen Energiemengen, direkt mittelst einer
Maschine erzeugen kann, seitdem man winzig kleine ankommende
Energiemengen in einfacher und zuverlässiger Weise an der Empfangs-
seite verstärken kann auf das 1000- und mehrfache, gibt es an den
Stationseinrichtungen selbst wenig Wesentliches zu verbessern, und
es werden sich auf diesem Gebiete die Bestrebungen hauptsächlich
dahin richten, den an und für sich schon guten Nutzeffekt noch etwas
zu steigern, Schnelltelegraphie einzuführen, sich von atmosphärischen
Störungen, und solchen, die anderen Stationen entstammen, frei zu
machen, etwa gerichtete Telegraphie einzuführen und zu versuchen,
ohne die kostspieligen hohen Antennenträger auszukommen.

Viele dieser Probleme sind sogar teilweise schon gelöst.

16 C. J. de Groot.

Weniger glücklich war man bei der Erforschung der Energie-
übertragung im Medium zwischen den Stationen, sowie festzustellen,
woher die luftelektrischen Störungen stammen und damit gleichzeitig
zu ermöglichen, diese unschädlich zu machen.

Von verschiedenen Gelehrten sind Hypothesen aufgestellt worden,
die sich zum Teil widersprachen.

So sind die Hypothesen der meisten Forscher basiert auf Über-
tragung der Energie mittelst freier Raumwellen, worüber sich der
bekannte Fachmann Erskine-Murray in seinem Handbuch entrüstet
angesichts der Nachbarschaft der leitenden Erde und wegen der aka-
demischen Erziehung der Urheber dieser Hypothesen; so nimmt weiter
Eccles an, daß infolge der Ionisation der Atmosphäre tagsüber ein
Raumstrahl sich im Sinne der Erdkrümmung krümmen!) muß, wäh-
rend z. B. Fleming eine Krümmung im entgegengesetzten Sinne an-
nimmt zur Aufrechterhaltung seiner Hypothese.

So hat auch die an und für sich schöne Sommerfeld-Theorie
keinen Aufschluß geben können über verschiedene, im praktischen Be-
triebe auftretende Unregelmäßigkeiten, nicht einmal über den Unter-
schied zwischen Tag- und Nachtübertragung und über die Veränder-
lichkeit der Nacht- und Taglautstärke, wie solche in den Tropen
hervortrat. Dies braucht aber auch nicht zu verwundern, da die
Sommerfeld-Theorie aufgebaut worden ist für einen ganz speziellen
Fall, und weder die Erdkrümmung, noch die Verschiedenheit des Ge-
ländes (Berge, Wechsel von Meer und Land etc.) berücksichtigt worden
sind, auch beide Medien als homogen vorausgesetzt werden, was be-
sonders für das Luftmedium auch nicht annähernd zutrifft. Dichte,
Leitfähigkeit, Ionisation, alles wechselt mit wachsender Höhe und zwar
in einer Weise, welche sich unserer Berechnung größtenteils entzieht.

Wo diese Ungleichmäßigkeit der Atmosphäre als Funktion ver-
schiedener Umstände, wie Sonnenbeleuchtung, Anwesenheit geladener
kosmischer Teile usw. sich noch ändert, braucht es nicht zu verwundern,
daß die tatsächlich auftretenden Erscheinungen viel komplizierteren
Gesetzen folgen als diejenigen, welche von Sommerfeld und seinen
Nachfolgern aufgestellt worden sind. Die mögliche Kompliziertheit
zwingt dazu, daß man sich zur Lösung des Problems vorläufig von
jeder, auf Berechnung basierenden Theorie frei machen und rein ex-
perimentell vorgehen muß, um in großen Zügen allgemeine Gesetz

1) Hier sei es unentschieden gelassen, ob diese Krümmung eigentlich
Biegung oder vielmehr gleichmäßige Brechung ist.

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 17

mäßigkeiten feststellen zu können. Die große Gefahr dieses Verfahrens
liegt natürlich in der Möglichkeit, daß örtliche Umstände verallgemei-
nert werden. Dies mag der Grund sein für die Unmenge der An-
schauungen und Hypothesen ganz widersprechender Natur, welche
bereits aufgestellt worden sind. Ein Hauptgrund der dabei begangenen
Ungenauigkeiten spielt hier auch die unzureichende Anzahl syste-
matischer Beobachtungen.

Diesen letzten Vorwurf kann man nicht erheben den Versuchen
gegenüber, welche während mehr als einem Jahr von der Niederländisch-
Indischen Regierung ganz systematisch angestellt worden sind. Es
haben sich dabei Tatsachen herausgestellt, welche bis dahin nicht be-
achtet wurden, wie z. B. große Lautstärkeschwankungen während des
hellen Tages, die bis zum Zehnfachen und mehr gingen, und die
von keiner der bekannten Hypothesen erklärt werden konnten.

Über diese interessanten Versuche werden offizielle Rapporte er-
scheinen; in der vorliegenden Arbeit möchte ich aber schon jetzt ein-
zelne interessante Hauptmomente mitteilen, und zwar wird die Arbeit
sich beziehen auf:

A. Beweis dafür, daß der Raumstrahl tagsüber die
Fähigkeit besitzt, sich zu krümmen, welche Fähigkeit er
jedoch nachtsüber nicht in merklichem Maße aufweist.

Dieser Beweis dafür, daß der Raumstrahl sich nachts nicht, wohl
. aber tags und zwar im selben Sinne wie die Erdoberfläche krümmen
kann in Übereinstimmung mit der Annahme von Eccles, welcher
Beweis von niemand bisher geliefert werden konnte, kann jetzt durch
die Versuche zwischen der Noesanivestation (Ambon) und I. Ms. Kriegs-
schiff „Tromp“ in der Nordbucht der Insel Ceram!) stationiert, als
erbracht betrachtet werden. Hier trat keinerlei Nachtverbindung und
gute Tagesverbindung auf.)

Hieraus geht hervor, daß, wo der einzige ungünstige Umstand
für die Energieübertragung das dazwischenliegende Hügelland war, um
welches oder über welches der Raumstrahl sich- krümmen muß, um die
Gegenstation zu erreichen, auch hiermit der Beweis geliefert ist, daß

1) Man betrachte die in Fig. 4 abgebildete Karte; die „Lromp“-Statiou
ist mit Y angedeutet,

2) Die Entfernung zwischen beiden Stationen betrug nur 150 km, im
normalen Betriebe waren die Stationen imstande, tagsüber mehr als 750 km,
nachts einige tausend km zu überbrücken (2,5 und 5 Kw. Antennenenergie-
Tonsender). Es lagen aber ein 530 m hoher Hügel in 17 km Entfernung
der Ambonstation und ein solcher von 830 m Höhe in 20 km Entfernung
der Schiffsstation in der Verbindungslinie.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie, 12. 2

18 C. J. de Groot.

sich nachts eine Raumwelle nicht bedeutend krümmen kann, tagsüber
dagegen wohl. Die Tatsache, daß Stationen, welche sich im Schatten
von Hügeln befinden, keine Verbindung aufweisen, ist an und für sich
nicht neu. So erwähnt Erskine-Murray in seinem Handbuch auf
Seite 271 die bereits im Jahre 1906 stattgefundenen Versuche von
Kapitän Jackson, welche sich auf diese Tatsache beziehen.

Erskine-Murray gibt als seine Meinung an, daß diese Schatten-
bildung nur scheinbar sei, daß die Wellenfront vielmehr an der Erde
haften bleibe, aber beim Entlangstreifen am Hügel sich gegen die Erde
neige und so von vertikaler Lage in fast horizontale Lage komme,
wodurch für eine damals benutzte Vertikalantenne der Empfang sehr
ungünstig beeinflußt werde. Er meint für eine geneigte oder Horizontal-
antenne würde sich da kein Schatten ergeben haben.

Diese Auffassung kann ich nicht unterschreiben: erstens sind mir
verschiedene Fälle bekannt, wo eine L-Antenne benutzt wurde, also
Empfangsempfindlichkeit für jeden Einfallswinkel der Wellenfront be-
stand, und trotzdem ausgesprochene Schattenwirkung auftrat; zweitens
ist hiermit nicht erklärt, wie nachts Schattenbildung, tagsüber jedoch
gar keine auftreten kann.

Es muß also angenommen werden, daß wirkliche Schatten-
bildung eintritt. Stellt man sich also die Ausbreitung vor dem
Hindernisse vor mittelst an der Erde haftender Wellenfront, so muß
man etwa annehmen, daß z. B. am Gipfel des Gebirges die Wellenfront
sich nicht plötzlich genug knicken kann, um dem Abhang zu folgen,
und zeitweise in eine von der Erde freie Raumwelle übergeht, um in
einiger Entfernung binter dem Hügel die Erde wieder zu treffen und
als gebundene Welle weiter zu gleiten. Stellt man sich die Energie-
übertragung mittelst Energiestrahlen vor, so heißt die Schattenbildung.
daß ein Strahl sich um den Hügel krümmen muß, um die Gegen-
station zu erreichen.

Das Neue bei der vorerwähnten Verbindung besteht nun darin,
daß nachis die Schattenbildung bestand, tagsüber aber gar nicht.

Man stieß also auf eine große Abnormalität. Tags viel bessere
Verbindung als nachts; nachts versagte die Verbindung sogar ganz
und gar.

Wo dabei die Sonnenbeleuchtung der Gelände wenig Einfluß auf
Eigenschaften des Geländes haben kann, dagegen großen Einfluß auf
den Luftraum, so ist deutlich, daß dieses abnormale Benehmen seinen
Grund finden muß in der Änderung des elektrischen Zustandes der
Atmosphäre in Abhängigkeit des Sonnenlichtes.

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 19

Wir müssen also aus diesem Versuche schließen, -daß tagsüber
die Raumwelle sich stärker der Erde zukrümmen konnte als nachts,
wo die Krümmung nicht genügte, um die Gegenstation zu erreichen.
Also kommt die Fleming-Theorie, welche tagsüber eine Biegung der
Strahlen von der Erde ab bedingt, zu Falle und die Eccles-'Theorie
wird durch absolute Beweise gestützt.

Ich könnte hiermit mit einer weiteren Behandlung dieses Problems
aufhören und mich damit begnügen, die Theorie von Eccles be-
gründet zu haben, wäre nicht zu berücksichtigen, wie ich bereits schon
erwähnte, daß die Eccles-Theorie ohne Ergänzung keine Erklärung
gibt für die in den Tropen stark: auftretenden Lautstärkeveränderungen
am hellen Tage. — Es freut mich, diese Ergänzung der Eccles-
Theorie liefern und damit auch diese Tropenphänomene erklären zu
können.

Ich werde darauf in einer weiteren Abhandlung zurückkommen.
Zunächst ist es sehr interessant, zu wissen, in welchem Maße eine
Krümmung der Raumstrahlen tagsüber wohl, nachts dagegen nicht
möglich ist. Es wird sich ergeben, daß der mögliche Grad der Krüm-
mung für die niederen Atmosphärschichten ziemlich genau zu ermit-
teln ist durch einige Versuche, die meistenteils mit einer Wellenlänge
von 600 m ausgeführt wurden. Nehmen wir nun der Einfachheit
halber an, daß der gekrümmte Strahl unbekannter Form angenähert
werden darf durch einen Teil eines Kreisbogens, und daß für die
kürzeren Entfernungen, welche bei diesen Versuchen überbrückt wurden
(einige hundert Kilometer), man die Erde als eine flache Ebene betrachten .
darf, und daher die Erdbiegung zur Höhe der Gebirge, über die der
Strahl sich krümmen muß, vernachlässigt werden kann. Der Raum-
strahl wird also wie ein Kreisbogen dargestellt, dessen Sehne die Ver-
bindungslinie zwischen beiden Stationen ist, und der Krümmungsstrahl
muß nun so klein sein, daß die Geländehindernisse zwischen Sehne und
Bogen liegen, wobei dieser Bogen den Berggipfel, über welchen Ver-
bindung möglich war, genau berührt. Es handelt sich nun also darum,
den kleinstmöglichen Krümmungsstrahl für eine bestimmte Wellenlänge
tags auszurechnen. Kennen wir die Entfernung von der einen Station
bis zum Geländehindernis (Berg) = p, die Entfernung von der anderen
Station bis zu diesem Berg = q, die Totalentfernung zwischen beiden
Stationen = (p + q), die Höhe des Gebirges = k und den Krümmungs-
strahl des Bogens, welcher beide Stationen vorbinda = R (alle Größen

in Kilometer), dann ist: RS pP'qg

—

20 C. J. de Groot.

Liegen .nun mehrere Hindernisse zwischen beiden Stationen, so
werden sie natürlich durch denjenigen Kreisbogen verbunden, für
den R den kleinsten Wert ergibt, weil Krümmung um das größte
Hindernis möglich sein muß, falls Verbindung eintritt. Für die be-
trachtete Verbindung mit dem „Tromp“ ist dann der Minimalstrahl:
R = 1565 km = 0,246 x dem Radius der Erdkugel. Hieraus geht
deutlich hervor, daß selbst bei Gebrauch von einer Wellenlänge von
nur 600 m der Raumstrahl sich tags wenigstens viermal stärker
krümmen kann als wie die Erdkrümmung.

Hiermit ist also der Beweis, nach dem schon lange gesucht wurde,
geliefert, nämlich, daß tagsüber Wellen der Erdoberfläche folgen können
und sogar imstande sind, sich stärker zu krümmen. Nachts war diese
Krümmung, wie aus dem Versuche hervorging, nicht möglich; ob
nachts gar keine Krümmung möglich war, ist damit nicht bewiesen.
Der Grad der Krümmung nachts kann aber in vorkommendem Falle
festgestellt werden dadurch, daß die bewegliche Station sich in der
Verbindungsrichtung von dem Gebirge entfernt, wodurch in oben-
stehender Formel p oder q wächst. Wir finden dann, daß in einer
gewissen Entfernung die Verbindung anfängt, und es ist hieraus der
Minimumwert von R nachts festzustellen. Als bewiesen darf man
also betrachten, daß ein Raumstrahl nachts nicht merklich biegt,
d. h. einen größeren Krümmungsradius besitzt, wie oben berechnet
wurde.

Nun ist andererseits von großer Bedeutung, festzustellen, welches
die maximale Krümmung ist (Minimum R), die tags möglich war, und
wir finden die Grundlagen dazu in den Versuchsrapporten zwischen
I. Ms. Kriegsschiff Wilhelmina und den damaligen Versuchsstationen
zu Weltevreden und Cheribon im Jahre 1906—1907. Damals war
es gerade noch möglich, quer über den Berg Pangrango (3022 m hoch)
in 172 km Entfernung mit Weltevreden zu arbeiten, während dieser
Berg 60 km von Weltevreden entfernt lag. Daraus geht hervor,

daß für
Be.» = 1120 km

für die benutzte 600 Meterwelle die Grenze erreicht war (die Ent-
fernung ist hier nicht der begrenzende Faktor, da die Stationen mehr
als 500 km Meer überbrückten. Wurde das Geländehindernis noch
größer (in derselben Entfernung über den Tjerimai 3070 km nach
Cheribon, wobei der Berg 25 km von diesem Ort lag) wofür R = 600 km
sein müßte, so hörte die Verbindung auf. Der Grenzwert dieser

Über einige Probleme: der Energieübertragung usw. 21

Krümmung tagsüber von einem Raumstrahl in den niederen Luft-
schichten (kurze Entfernung) und bei Gebrauch von einer Wellenlänge
von 600 m ist also ca. R = 1000 km, gleich ca. !/, Erdradius, d. h.
also eine Krümmung, welche bedeutend stärker ist als die Erd-
krümmung.

Für längere Wellen ist die erreichbare Krümmung vermutlich
noch stärker, so daß man noch weniger daran zu zweifeln braucht,
daß ein freier Raumstrahl tags der Erdkrümmung folgen kann.

Fig. 1.

B. Die Nachtverbindung. Es hat sich also bei den Ver-
suchen herausgestellt, daß eine bedeutende Krümmung des Raum-
strahles nachts nicht besteht, wie ich ja schon bewies; es kann also,
abgesehen von sehr kurzen Entfernungen, für die die Erde als flach
betrachtet werden darf, eine Gegenstation nur von einem Raumstrahl
getroffen werden, welcher in höheren Schichten reflektiert wurde, da,
falls der Strahl nicht reflektiert wird, er die Erde verlassen müßte,
oder in oberen Schichten absorbiert werden muß. Es wird sich hier-
nach dann auch ergeben, daß, falls man eine solche reflektierende obere
Schicht annimmt, alle hervortretenden Erscheinungen nachts bequem zu
erklären sind. In Fig. 1 ist ein Teil der Erdschale, mit in größerer
Höhe gedachter reflektierender Schicht gezeichnet. Der Punkt Z ist
die sendende Station, ausgerüstet mit einer senkrechten Antenne. Wir
sehen nun, daß die Verbindung zwischen Z und den Punkten (1’ 2’ 3”) usw.
nur durch reflektierende Raumstrahlen stattfinden kann; die Strahlen

22 C. J. de Groot.

1’2’3’ usw., welche diese Verbindungen herstellen, müssen in um so
größerer Elevation in Z ausgeben, je näher die Gegenstation liegt (vgl.
z. B. Strahl 1—1’ mit 5—5). Die eingetragenen Enifernungen‘ sind
nun so gewählt, daß daraus sofort praktische Schlüsse gezogen werden
können, und zwar sind hier Entfernungen zwischen bestehende Stationen
genommen, wo die Versuche ausgeführt wurden. !)

Nun sind aber die Strablen 1 bis 6 nicht alle gleich kräftig.
Nach der Herizschen Theorie ist die Feldstärke, durch einen linearen
Oszillator in einem entfernten Punkte erregt, abhängig vom Winkel
zwischen ÖOszillator und ausgehendem Strahl. Infolgedessen strahlt
eine Vertikalantenne am kräftigsten in einer wagerechten Fläche und
nicht in der Antennenrichtung selbst. Wir müssen uns also die An-
tenne als einen senkrechten elektrischen Beleuchtungskörper vorstellen,
sie verhält sich wie ein senkrechter Glühlampenfaden gegenüber Licht-
wellen. Die Strahlungscharakteristik ist, da bei konstanter Entfernung
die im entfernten Punkte erregte Feldstärke proportional dem Sinus
des Winkels zwischen Strahl und Oszillator ist, ein Kreis, z.B. der
eingezeichnete Kreis 7123456. Die Länge der eingetragenen Sehnen
geben also ein MaB für die Strahlungsintensität in der Richtung der
Pfeile. Man sieht deshalb, daß bei Überbrückung größerer Entfer-
nungen nachts allerdings die große Länge des Strahles (größere Ent-
fernungen) ein ungünstiger Faktor bleibt, der Strahl selbst jedoch
kräftiger ist. Daher war es tatsächlich nachts nicht möglich, die
Entfernung Z—1’ (Noesanive—Tromp) zu überbrücken, dagegen aber
wohl die 24mal längere Entfernung Z— 6’ (Aiermelek—Oiba). Hierbei
muß man noch bedenken, daß der Strahl 1 beinahe senkrecht die
reflektierende obere Schicht trifft, in welchem Falle, wie die Theorie
der Totalreflexion lehrt, viel Aussicht besteht, daß der größere Teil
des Strahles nicht reflektiert wird, jedoch gebrochen in das darüber
liegende Medium übergeht, um die Erde zu verlassen oder in höheren
Schichten absorbiert zu werden. Dagegen sind aber die Umstände für
Reflexion des flach eintretenden Strahles Z—6 besonders günstig. Wir

1) Es sind nämlich (vgl. die in Fig. 4 abgebildete Karte):
Z-1’ = Entfernung Noesanive—Tromp (Y) = 150 km.
Z=? = Entfernung Oiba—Noesanive = 890 km.

Z-% = Entfernung Landangan—Oiba = 1090 km.

Z—-4 = Entfernung Landangan—Noesanive = 1620 km.

Z-5’ = Entfernung Aiermelek—Landangan = 2540 km.
`. Z-6’ = Entfernung Aiermelek—Oiba = 3580 km. |

Z-7T = Entfernung Aiermelek—Noesanive = 8775 km.

Z-6” = Entfernung Aiermelek—Osaka (Japan) = 5500 km.

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 23

müssen weiter bedenken, daß beim Gebrauch einer vertikalen Empfangs-
antenne genau dieselben nachteiligen Verhältnisse vorliegen gegenüber
dem in großer Elevation einfallenden Raumstrahl wie beim Sender.
Ein horizontal einfallender Strahl erregt, wie bekannt, eine maximale
EMK. in einer vertikalen Empfangsantenne, ein vertikaler Strahl hat
dagegen gar keine Wirkung. Die Folgen dieser Umstände, nämlich
nachteilige Erzeugung und Empfang bei Gebrauch einer Vertikalantenne
von steil aus- und einfallenden Strahlen und weniger gute Reflexion
gegen die obere spiegelnde Schicht, verursacht, daß eine Verbindung
in kürzerer Entfernung nachts schwieriger ist als in größerer Ent-
fernung, obwohl die Entfernung an und für sich natürlich ein un-
günstiger Faktor bleibt. Die Bedingungen für mehr oder weniger
günstige Reflexion sind schwierig zahlenmäßig anzugeben, da der
Brechungsindex für beide Medien beiderseits der Reflexionsschicht nicht
bekannt ist. Lassen wir aber diesen Einfluß, der für sehr kurze Ent-
fernungen merklich sein muß, außer Betracht, so ist es möglich, den
bestehenden Zusammenhang zwischen Entfernung und erzeugter
Empfangs-EMK. zu finden. Die Feldstärke in einem entfernten Punkte
ist nach Zenneck (falls wir Sendestromstärke, Antennenlänge und
Wellenlänge konstant halten und Absorption vernachlässigen):

sin &
M = K Ren NG
r

worin bedeuten

K = eine Betriebskonstante, |

« = der Winkel zwischen Antenne und ausgehendem Strahl,

r = die Entfernung (das heißt hier die Länge des reflektierten
Strahles).

Nun kommt der Strahl, welcher unter einem gewissen Winkel «
die vertikale Sendantenne verläßt, unter demselben Winkel bei der
vertikalen Empfangsantenne an (da die ganze Reflexionserscheinung,
wie aus Fig. 1 hervorgeht, systematisch verläuft). Demzufolge ist die
erzeugte EMK. in der Empfangsantenne kleiner, als sie sein würde,
falls der Strahl horizontal einfiel und zwar wiederum im Verhältnis
sinus «.

Wir bekommen daher für die erzeugte EMK. in der Empfangs-
antenne:

in2
Sın“ g
E,=K'

aus Fig. 1 ist also für | Jede Entfernung E, bequem zu berechnen.

24 C. J. de Groot.

Für den Strahl Zab ist:
Za=1= HoF

nehmen wir weiter in einem gewissen Maßstabe:

EK’ Ye 4 1,
Zb= F "sin e (also F = Z — b = Kreisdurchmesser)

so ist:
sin?«x Zb?

E, = K er (vgl. Figur)

Fr
also aus der Figur ablesbar. Wir können nun (I) auf nachstehende
Form bringen, wie aus der Figur hervorgeht:
K'[R+h\?:p?
m=z =. T i
Hierin bedeuten:
R = Erdstrahl,
h = die Höhe der reflektierenden Schicht,
p = die Hälfte der Sehne, welche beide Stationen verbindet,
l = die Hälfte des Raumstrahles, d.i. der Teil des Strahles von

einer Station bis zum Punkte, wo er reflektiert wird, l = z

Nun sehen wir unter Benutzung dieser Formel schon, daß für
sehr kurze Entfernungen für l als Funktion der Entfernung sich wenig
ändert (der reflektierte Strahl verläuft beinahe vertikal, so daß lœ h),
und die halbe Sehne = p = ungefähr die halbe Entfernung der
Stationen bedeutet, die erzeugte EMK. = E, ungeführ proportional
dem Quadrate der Entfernung, an der Erdoberfläche entlang gemessen,
wächst, hiermit also die merkwürdige Erscheinung dieser in den
Tropen auftretenden normalen Nachtverbindungen erklärt, wonach bei
Gebrauch von Vertikalantennen und nicht zu großen Entfernungen die
Lautstärke nachts wächst, wenn die Stationen sich weiter voneinander
entfernen.

Andererseits ergibt sich für größere Entfernungen (bis 0, Fig. 1)
und bei h < R (h wird sich ca. 8°/, von R ergeben), d8 p œl = un-
gefähr die halbe Entfernung der Stationen, längs der Erde gemessen,
ist; dies beweist deutlich die Figur.

Der Winkel zwischen halber Sehne (p) und halbem Raumstrahl (l)
wird dann nämlich sehr klein, während ?! die Hypotenuse eines recht-
winkeligen Dreiecks ist, dessen lange Schenkelseite in diesem Falle p
ist. Wir ersehen also aus Formel (II), daß für diese größeren Ent-

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 25

fernungen die erzeugte EMK. = E, = umgekehrt proportional mit
der wirklichen Entfernung zwischen den Stationen, der Erde entlang
gemessen, abnimmt, als gäbe es keine Reflexion.

Wir bekommen also zuerst ein starkes Zunehmen der Lautstärke,
bei vergrößerter Entfernung zwischen beiden Stationen, bis natürlich
ein Maximum erreicht ist, wonach die Lautstärke allmählich wieder
abnimmt, welche Abnahme aber geringer ist, als wenn wir mit einem
direkten Strahl zu tun hätten (für sehr große Entfernungen, in welchen
der Strahl in der Praxis jedoch schon zum zweiten Male reflektiert
werden muß und also die oben erwähnte Rechnungsweise nicht mehr
gültig ist, nimmt die EMK. umgekehrt proportional mit der Entfernung
ab. Wollen wir daher die vollständige Funktion dieser Linie, so
drücken wir am bequemsten die der Erde entlang gemessene Entfer-
nung im Mittelpunktwinkel 9 aus.

Die genaue Entfernung ist alsdann:

n R
Wir finden dann aus (II) unter Berücksichtigung der Fig. 1:
; sin? Ê
K 3 2
E= 5 (R +h) (III)

en... BB _A
de: +? — 2 R(R + h)cos É + rel
Für geringere Entfernungen (ĝ klein) ist nun:

of in m h=<R

=
rI ; 2
p=” er 2 ‚sin? É K" sin Im pn. a (II)

E, nimmt also ungefähr mit dem Quadrat der Entfernung a zu
(genauer mit dem Quadrat vom sinus des halben Mittelpunktwinkels).

Nun ist nach Formel (I) in Fig. 2 E, als Funktion der Ent-
fernung aufgezeichnet, wobei die Höhe der spiegelnden Schicht (h) zu
180 km angenommen ist, wie in Fig. 1 gezeichnet.

Tatsächlich sehen wir dann, daß E, als Funktion der Entfernung a
zuerst stark zunimmt, bis bei ca. 500 km (bei dieser angenommenen
Schichthöhe) ein Maximum erreicht ist, wonach Æ, langsam abnimmt.

Darüber ist die Funktion E, = K Z gezeichnet, die in einer

26 C. J. de Groot.

flachen Ebene gelten würde, falls wir uns die Energieübertragung
mittelst Raumwellen denken.

Wo für Empfang in 0, der benutzte Strahl Z-6-0, horizontal
austritt und einfällt, geben beide Funktionen für 0, denselben Wert.

Wir sehen daher, daß für noch größere Entfernungen, welche
aber nur durch wiederholte Reflexion des Strables Z’-6-0,-0, zu über-
brücken sind (die anderen werden durch die Erde abgefangen), Æ, um-
gekehrt der Entfernung allmählich abnimmt. (Also in 0, ist Æ, halb
so groß als in 0),

Vom Punkte, wo die maximale Lautstärke erhalten wird (hier
500 km) bis 0, nimmt, wie die Fig. 2 zeigt, die erregte EMK. bedeu-

tend weniger schnell ab als nach Formel E, = K =

Durch die Übertragung mittelst reflektierender Strahlen nimmt
also die Lautstärke erst stark zu, hernach mit wachsender Entfernung
nur sehr wenig ab. Bei der hier
oben gefolgerten Anschauung geht
man nun aber von der Annahme aus,
daß die Raumstrahlen nur gegen die
obere Schicht, nicht aber gegen die
Erde reflektiert werden. Es ist aber
sehr wohl möglich, daB z. B. ein
Strahl Z-4, welcher durch Reflexion
die Erde bei 4’ erreicht, abermals
nach oben reflektiert wird und dann
wieder zurück zur Erde (0, punk-
tierte Linie Fig. 1) usw., so daß die
Lautstärke, erzeugt in einem Punkt,
nicht ausschließlich die Folge ist von einem nur ein einziges Mal reflek-
tierten Strahle, sondern von der Summe aller derjenigen Strahlen, welche
ungeradzahligmal reflektiert, den betrachteten Punkt erreichen können.
Es ist tatsächlich möglich, daß solches geschieht, z. B. über Meer, oder
flachem Gelände mit bequem erreichbarem flachen Grundwasserspiegel.
Jedoch werden die zusätzlichen Strahlen, im Vergleich zum erst be-
trachteten Hauptstrahl, bedeutend weniger kräftig sein, und zwar weil:

1. der vom Zusatzstrahl durchlaufene Weg länger ist, je nachdem
der Strahl zwischen denselben zwei Punkten mehrmals reflektiert wurde.

2. der Aus- und Einfallswinkel ungünstiger ist, je nachdem der
Strahl, welcher dieselben zwei Punkte verbindet, mehrmals reflektiert
wurde; der Strahl muß dazu steiler ausgehen.

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 27

3. die Aussicht auf totale Reflexion bei den mehrmals reflek-
tierten Strahlen an beiden Flächen geringer wird, da durch den
größeren Einfallswinkel die Aussicht auf Brechung vermehrt, die auf
totale Reflexion aber vermindert wird. | |

4. jedesmal, wenn der Strahl reflektiert wird, Arbeit verloren
geht, sei es infolge teilweiser Brechung, sei es durch Absorption
(Übergang in Wärme oder andere Energieform). Die Aussicht, es mit
mehreren zusätzlichen Strahlen zu tun zu haben, ist daher nicht sehr
groß, bleibt aber bestehen, besonders für lange Verbindungen, wofür,
was den ersten zusätzlichen Strahl betrifft (dreimalige Reflexion), noch
die günstigsten Daseinsbedingungen bestehen. Die unter 1—4 ge-
nannten ungünstigen Verhältnisse bestehen in diesem Falle am we-
nigsten. Nun müssen wir aber bedenken, daß infolge eines Unter-
schiedes in dem von beiden Strahlen durchlaufenen Weg im allgemeinen
eine Phasenverschiebung für beide Strahlen entstehen muß, so daß wir
mit Interferenzerscheinung zu rechnen haben. Diese Erscheinungen
werden beim Betrieb mit gedämpften Wellen, mit einigem Zwischen-
raum zwischen zwei aufeinanderfolgende Schwingungsgruppen, nicht
merklich auftreten können, so daß wir annehmen können, es hier
praktisch nur mit dem Hauptstrahl zu tun zu haben. Anders ist es
aber beim Betrieb mit Sendern, welche mit ungedämpften Wellen
arbeiten; hier könnte sich diese Iuterferenzwirkung merkbar machen,
und dies mag die Erklärung sein für die Erscheinung, von Austin
und de Forest wahrgenommen, daß nachts eine kleine Änderung der
Wellenlänge die Empfangslautstärke stark beeinflussen kann.

Ist der Unterschied des von beiden Strahlen durchlaufenen Weges
eine ganze Anzahl Wellenlängen, so sind beide eintreffiende Wellen in
Phase, verstärken einander daher (maximale Lautstärke), Ändert man
jedoch die Wellenlänge um ein Geringes, dermaßen, daß derselbe Weg-
unterschied übereinstimmt mit einem ungeraden Vielfachen der halben
Wellenlänge, so schwächen sich beide Schwingungen (minimale Laut-
stärke). - Es läßt sich daher sehr gut verstehen, daß eine geringe’
Änderung der Wellenlänge genügt, um vom günstigsten Falle in den
ungünstigsten zu geraten. Der Unterschied zwischen dem durch-
laufenen Weg für den Haupt- und ersten additionellen Strahl zwischen
dem Punkte Z und 0, (Fig. 1) ist, wie man aus der Figur nachmessen
kann, ca. 160 km. Nehmen wir z.B. an, daß wir die Maximallautstärke
erhalten, wenn wir mit einer Welleulänge von 1 km = 1000 m arbeiten
(da der Entfernungsunterschied in diesem Falle = 320 halbe Wellen-
längen ist), so erhalten wir die minimale Lautstärke für eine Wellen-

28 C. J. de Groot.

länge, für welche die Entfernung von 150 km 819 oder 821 halbe
Wellenlängen darstellt (A = 1003 resp. 997 m).

Eine Änderung von drei pro Mille der Wellenlänge bedingt also
schon eine Schwankung der Lautstärke von einem Minimum zu einem
Maximum und umgekehrt!. Es ist daher eine erfreuliche Tatsache,
daß auch die oben behandelte Erscheinung, von Austin und Forest
wahrgenommen, in dieser Weise erklärt werden kann und meine An-
schauungsweise stützt. Wie bereits erwähnt, kann die Interferenz-
erscheinung bei den Tonsendern, arbeitend mit gedämpften Wellen,
schwerlich auftreten, obwohl vielleicht ein Teil der Veränderlichkeit
der Nachtlautstärke darauf zurückzuführen wäre.

Der Hauptstrahl reflektiert auf einer ganz anderen Stelle der
‚Oberfläche als der additionelle Ist nun die Spiegelfläche, elektrisch
gesprochen, in Bewegung, was nicht zu bezweifeln ist, so wird diese
Bewegung auf den drei Punkten, wo Reflexion stattfindet, ganz und gar
verschieden sein; der Anteil beider Komponenten in der empfangenen
Lautstärke wechselt daher immer. Die Beweglichkeit der reflektierenden
Oberfläche, welche der Grund einer gewissen Art von Luftstörungen
sein muß, ist gleichfalls der Hauptgrund der Veränderlichkeit der
Nachtlautstärke. Es ist dann auch zweifellos festgestellt, daß die
größeren Reichweiten erzielt werden (Reflexion am besten), wenn nachts
die atmosphärischen Störungen am geringsten sind (die oberen Schich-
ten sind dann in Ruhe). Beachten wir also allein den Hauptstrahl,
so sehen wir, daß am Punkte 0, (Fig. 1) vorüber Nachtverbindung
nur möglich ist infolge des horizontal ausgehenden Strahles Z-6-0,-
C-0, usw.

Die übrigen unter Elevation ausgehenden Strahlen 1—5 haben
alle bereits die Erde bei 1’-5’ erreicht, und werden da absorbiert, falls
man annimmt, daß sie nicht mehr zur Höhe empor reflektiert werden.
Die Folge davon ist, daß zwischen 0, und 0, kein einziger Strahl die
Erde mehr erreichen kann. Hier muß deshalb eine stille Zone be-
stehen.

Tatsächlich wird nun meine Theorie durch die Resultate der

Praxis in den Tropen bestätigt, da gewöhnlich nachts die Entfernung
Aiermelek—Oiba (Z-6’) sehr gut überbrückt werden konnte, die Ver-
bindung bis zu dem nur wenig weiter entfernten Punkte 7’ (Noesaniv6)
dagegen niemals gelang und nur ein einziges Mal in umgekehrter

1) In dieser Weise wäre es möglich, die Höhe der Heaviside-Schicht
genau zu bestimmen:

BO a a Taaa ARE EG

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 29

Richtung überbrückt wurde, obwohl beide Stationen schon verschiedene
Jahre arbeiten. Nach meiner Meinung ist diese einmalige Ausnahme
nur dadurch zu erklären, daß in dieser Ausnahmenacht die Spiegel-
schicht etwas höher gelegen war als gewöhnlich (dazu ist nur ein
kleiner Unterschied nötig), oder daß ein dreimal reflektierter Strahl
die Verbindung unter ganz besonders günstiger Existenzbedingung
besorgte.

Da beide Stationen schon jahrelang im Betrieb sind, kann man
dieses Resultat ruhig als Beweis dafür annehmen, daß gewöhnlich hier
(d. h. bei 7”) die stille Zone schon erreicht wurde. In dieser Entfernung
(etwas über 3000 km) hören auch alle Nachtrekords der Aiermelek-
station, welche mit Schiffsstationen arbeitet, auf, bis man plötzlich in
einer sebr großen Entfernung von 5500 km sehr gute Nachtverbin-
dungen erhält. Daher ist in dieser Entfernung gewöhnlich die stille
Zone wieder überschritten (Punkt 0,, Fig. 1) Ich konnte dann auch
keinen besseren Beweis für die Reflexionstheorie erhoffen als das Be-
stehen dieser stillen Zone und die bewiesene Lautstärkeverbesserung
nachts mit zunehmender Entfernnng. Es war mein fester Entschluß
— welcher leider durch den Krieg vereitelt wurde — auf meiner
Reise von Indien nach Europa die weiteren, regelmäßig auftretenden
stillen Zonen festzulegen, wodurch es mir ermöglicht worden wäre,
die Höhe der reflektierenden Schicht genau zu bestimmen. Eine weitere
Bestätigung dieser Auschauungsweise ist nun gleichfalls die in der
Fachliteratur bekannte „freak“-Nachtverbindung (z. B. s. Jahrbuch Bd. 7,
1913, S. 201) einer Schiffsstation etwas außerhalb der Bucht von
Melbourne mit der Küstenstation auf der Cocosinsel (ca. 6000 km),
wo beiderseits mit nur 1,5 KW. gearbeitet wurde. Daß man sich
dazu ein wenig außerhalb der Bucht begeben mußte, war selbstver-
ständlich nötig, um das Abfangen der Raumwellen durch das Gebirge
zu verhindern. Diese unerklärlich scheinende regelmäßige Verbindung
wird nun im Lichte meiner Tbeorie erklärlich; man befindet sıch dann
nämlich in 0, (Fig. 1) und ist also an der ersten stillen Zone (wo
man keine Verbindung erhält) schon vorüber. Tatsächlich erhielt man
dann auch in geringerer Entfernung keine Verbindung. Der Erfolg, der
schon einige Male gelungenen Nachtverbindung Nauen—-Aiermelek
(Sabang), wobei in Europa mit ca. 100 KW. und langer Wellenlänge
(ca. 7000 m) gegeben wurde, muß vermutlich dem Umstand zu-
geschrieben werden, daß bei der dann überbrückten Entfernung
(9450 km) die zweite zwischen 0, und 0, befindliche stille Zone be-
endet ist, und man sich daher nahe bei 0, befindet. Die Kenntnis

30 C. J. de Groot.

der Begrenzungspunkte von diesen verschiedenen Zonen hat nun den
weiteren Nutzen, daß wir die Höhe der reflektierenden Schicht an-
nähernd bestimmen können. Wie die Schicht in Fig. 1 eingezeichnet
ist, herrscht die stille Zone, von 0, bis 0,, so daß 6 und 6” schon
teilweise, 7’ aber schon gänzlich darin liegen. — Wie vorher schon
gesagt, war nun in 6° und 6” Verbindung da, nicht aber in 7”.
Nehmen wir nun als erste Begrenzung an, daß die stille Zone un-
mittelbar binter 6° anfangen sollte, z. B. in einer Entfernung von
3600 km von Z, dann würde sie erst enden in 7200 km (da Z 0, =
0, 0, ist), so daß der Punkt 6” noch ganz in der stillen Zone liegen
müßte. Es kann nun bequem bewiesen werden, daß die Höhe der
Schicht:

h= R| + seo- É ist

wenn R = der Erdradius und
ß = der Mittelpunktswinkel Z 0, oder 0, 0, ist

wenn wir also a = 3600 km oder

180 -a
— zz 32030’
ß n R

So wird h = 267 km.

Nehmen wir dagegen als zweiten Grenzfall 0, in 6” an, also 0,
auf 2750 km von Z, so daß nun 6° ganz im stillen Sektor liegen
würde, so ließe sich A = 152,5 km berechnen.

Die reflektierende Schicht muß dann zwischen diesen beiden Grenz-
werten liegen, und wir können uns denken, daß sich entweder diese
Schicht tatsächlich zwischen diesen Grenzen bewegt (die Verbindungen
Z6 und 6” wurden nicht am selben Tage überbrückt), oder daß die
Schicht in einer Höhe, welche sich zwischen diesen beiden Grenz-
werten befindet, dauernd gelegen ist, wobei die Strahlen auch nachts
nicht absolut gerade anzunehmen sind, sondern ein wenig gekrümmt,
wodurch, wenn die eingezeichneten Punkte bei 0, und 0, in Fig. 1
die richtigen Begrenzungspunkte der stillen Zone sind, der Strahl
noch genug Krümmung besitzt, um sich in 6° und 6” noch merkbar
zu machen. Ich bin geneigt, letzteres anzunehmen, da die erste An-
nahme wichtige Höheschwankungen in der oberen Schicht bedingen
würden. | |

Die beiden Grenzwerte A = 267 und h = 152,5 km bedingen
nun eine mittlere Höhe von 210 km, andererseits bedingen die ge-

Über einige Probleme der Energieübertragung usw. 81

nannten Verbindungen Melbourne—Cocos und Nauen—Sabang beide
eine Schichthöhe von ungefähr 197,2 km. Die Reflexionsschicht muß
sich daher in rund 200 km Höhe befinden.

Nun ist es ein ganz erfreuliches Zeichen, daß man in der Nähe
dieser Gegend, begründet auf Erscheinungen vom Nordlicht, eine solche
Schicht erwartet, und zwar in ca. 180 km Höhe. Der Beweis der
Existenz dieser Schicht (Schicht von Heaviside) ist hiermit also als ge-
liefert zu betrachten. Es hat sich auch als notwendig herausgestellt,
diese Schicht als bestehend anzunehmen, um eine zusagende Erklärung
zu finden für eine der verschiedenen Kategorien luftelektrischer Stö-
rungen, wobei sich der Tages- und Jahresverlauf dieser luftelektrischen
Störungen analog gestaltet!) wie der tägliche und jährliche Verlauf
der Abweichungen in dem Erdmagnetismus, welch letzte Erscheinung
wiederum mit dem Nordlicht zusammenhängt. Erscheinungen auf
dreierlei Gebieten weisen übereinstimmend auf das Bestehen dieser
Schicht hin, so daß die Existenz nicht bezweifelt zu werden braucht.
Es freut mich, die Höhe dieser Schicht fixiert haben zu können. Leider
konnten die beabsichtigten Versuche zu einer genaueren Annäherung
nicht stattfinden wegen des Kriegszustandes, Der Weg, auf dem man
weiterschreiten kann, ist jedoch angedeutet (vgl. auch Fußnote S. 28).
Es wäre sehr zu empfehlen, diese Versuche nicht mit zu starken Sen-
dern auszuführen, weil sonst die mehrfach reflektierten Strahlen zu
kräftig werden und in die stille Zone dadurch merkbar eindringen
könnten, wodurch die Grenzen nicht scharf genug ausfallen würden.
Nach dieser Erklärung ist es wünschenswert, noch einige Punkte zu
behandeln, und zwar:

a) Bei der Betrachtung des Versuches zwischen Noesaniv6 und
I. M. Panzer Tromp wurde erklärt, daß nachtsüber Verbindung un-
möglich war, da durch die zwischenliegenden Berge der nicht merk-
lich sich biegende Raumstrahl die Empfangsstation nicht erreichen
‘konnte. Es müßte aber nach dem Vorstehenden möglich sein, daß
ein beinahe vertikaler Strahl nach Reflexion gegen die obere Schicht
die Verbindung zustande bringt (Strahl Z1’ in Fig. 1).

Wie ungünstig dieser Strahl denn auch ausgeht, muB die er-
zeugte EMK. nach der berechneten Charakteristik, Fig. 2, doch noch
gerade so kräftig sein wie für einen Punkt zwischen 3° und 4’, wo
gute Nachtverbindung bestand. Aus der Lautabwesenheit bei oben-
genannter kurzer Verbindung muß die Schlußfolgerung gezogen werden,

1) Hierüber in einer nächsten Abhandlung.

32 C. J. de Groot.

daß die berechnete Charakteristik nicht mit der Praxis in Einklang sein
kann. Dies darf auch nicht erwartet werden, da bei der Berechnung dieser
Charakteristik angenommen wurde, daß für jeden Einfallswinkel totale
Reflexion des Raumstrahles auf der spiegelnden Oberfläche stattfindet.
Dies darf ruhig bezweifelt werden; wir brauchen nur Fig. 3 anzusehen,
welche die Verbindung Noesanivé— Tromp in genauem Maßstab wider-
gibt, um zu verstehen, daß der aufsteigende Strahl X größtenteils ins
höhere Medium gebrochen übergeht (Y) und nur für einen kleinen
Teil reflektiert werden würde (Z), so daß die empfangene Energie
nicht genügt, um das Telephon zu erregen. Je flacher der Strahl

Jo AÄm--__.

~
- =. ~o

einfällt, desto größer also der Anteil von Z, und um so kleiner ist
der von Y, so daß sich die Maximallautstärke, welche für die berech-
nete Kurve bei 500 km lag, in der Praxis nach einer größeren Ent-
fernung verschiebt. Diese Verschiebung kann unmöglich berechnet
werden, weil wir den Brechungsindex zwischen beiden Medien beider-
seits der Schicht nicht kennen, die Tatsache aber, daß die Lautstärke
in der Praxis in 2’ weniger war als in 8’ oder 4’, als richtig an-
nehmend (Lautstärke wächst in Indien nachts mit der Entfernung),
wird der Verlauf etwa derjenige sein, welcher durch die Linie -.-.-.-.-
in Fig. 3 angegeben wird. Bei größeren Entfernungen (5’” und 0)
darf jedoch angenommen werden, daß totale Reflexion mit Sicherheit
stattfindet.

Über einige Probleme der Energieübvertragung usw. 33

b) Hiermit ist zugleich die Erklärung für einen quantitativen
Unterschied gefunden, welcher noch auftrat zwischen der berechneten
Kurve E, = fia) (Fig. 3) und der Praxis. Wohl nahm EZ, mit de!
Entfernung sehr stark zu, jedoch ergab sich das berechnete Maxi-
muam bereits bei 500 km, während die Praxis anzeigte, daß nachts
die Verbindung Oiba—Noesaniv6 (890 km) schlechter war als die Ver-
bindung Landangan—Oiba (1090 km), welche wieder gewöhnlich durch
die Landangan—Noesanivöverbindung übertroffen wurde (1620 km).
Die Lautstärkesteigerung dauerte daher zwischen 1090 und 1620 km
noch immer fort.

Durch die besser werdende Reflexion gegen die obere Schicht mit
der Entfernung, welche Funktion bei der theoretischen Linie nicht
mit berechnet wurde, findet diese Erscheinung genügende Erklärung
(-.-...... Linie Fig. 8) Das Problem der Nachtverbindung kann nach
dem oben behandelten kein Problem mehr genannt werden; ich glaube
die vollständige Lösung, genügend durch Beweise gestützt, erbracht
zu haben.

Absichtlich sind hier bei den Betrachtungen über Nachtverbin-
dungen keine bestimmten Meßwerte angegeben. Die veränderliche Laut-
stärke nachtsüber (innerhalb einer Sekunde variierte die Lautstärke
um das Tausendfache) machte genaue Messungen unmöglich.

Die Messungen können durch die fortwährend anwesenden, sehr
kräftigen Luftstörungen nur mittelst des Parallel-Ohm-Verfahrens ge-
schehen, ohne Anspruch auf Genauigkeit zu erheben, und es wurde
nachts daher sehr wenig gemessen. Wegen Personalmangel war es
dabei unmöglich, die Versuche alle 24 Stunden hindurch abzuhalten,
so daß gewöhnlich nur Anfang und Ende der Nacht untersucht wurden,
nur wenige Male untersuchte man die ganze Nacht -hindurch. — Diese
wenigen Messungen bestätigen aber nur die launenhafte ungesetzlicbe
Nachtlautstärkeänderung, die nur zu sehr auf Reflexion gegen eine
unruhige Schicht hinweist. Daß die Erfahrungen trotzdem hinreichend
waren zum Aufstellen obengenannter Gesetze, hat seinen Grund einmal
in der Tatsache, daß man während den schlechten Jahreszeiten darauf
angewiesen war, immer bis zur späten Nachtstunde weiter zu arbeiten,
um die vorliegenden Telegramme, welche tagsüber wegen mangelhafter
Verbindung nicht aufgearbeitet werden konnten, zu erledigen, wobei
auch, ohne zu messen, ein gutes allgemeines Urteil erzielt werden
konnte, während andererseits die Resultate der Aiermelek-(Sabangstation),
welche Tag und Nacht mit Schiffen arbeitet, gleichfalls zur Verfügung
standen. Es muß nun darauf hingewiesen werden, daß man nicht er-

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 5 3

C. J. de Groot. Über einige Probleme der Energieübertragung usw.

TO 01.971
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JAHIL IANI

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H. Nagaoka. Die Fortpflanzung elektrischer Wellen usw. 35

warten darf, in Europa eine vollständige Bestätigung des hier Dar-
gestellten zu erhalten, und zwar hauptsächlich wegen des Umstandes,
daß in den Tropen die oberen Schichten stärker ausgeprägt sind als
in Europa, wo im allgemeinen die Luftschichten oft in starker Be-
wegung gehalten werden.

Es darf als bekannt vorausgesetzt werden im Einklang mit
Obigem, daß in den Tropen fast jede Nacht auftritt, was in Europa
gelegentlich auftritt und als freak-Verbindungen bezeichnet wird.

Für Europa bezieht sich meine obige Abhandlung daher haupt-
sächlich nur auf solche Freakverbindungen. Nachtverbindungen über
6000 km für eine 21/, KW.-Station mit einer Wellenlänge von nur
600 m arbeiteud, ist in den Tropen etwas Alltägliches. Auch die
Tagesverbindung gestaltet sich dort ganz abnormal, worüber ich ein

anderes Mal berichten werde.
(Eingesandt 18. August 1916.)

Adresse des Autors: Regierungsingenieur Dr. C. J. de Groot,
Gouv. Post-Telegraaf-en Telefoondfenst Technische Dienst 3. Hoofd-
bureau Batavia (Ned. O. Indie.)

Die Fortpflanzung elektrischer Wellen auf der Oberfläche
der Erde und die lonisierte Schicht der Atmosphäre.

Von H. Nagaoka. ))

Die Hypothese einer ionisterten reflektierenden Schicht scheint zu-
erst im Jahre 1893 von Fitzgerald und ohne Hinweise auf irgend-
welche Ursache der lonisierung im Jahre 1902 von O. Heaviside
aufgestellt worden zu sein. A. E. Kennelly und andere Forscher
haben im Jahre 1902 dicse Hypothese benutzt, um die drahtlose .
Telegraphie auf große Entfernungen zu erklären. Ihre Erklärung ging
dahin, daß die Wellen zwischen der ionisierten Schicht und der Erde
ohne großen Energieverlust, wie er bei Wellen im Weltraume ein-
treten würde, wandern sollten. In der vorliegenden Arbeit beabsichtige
ich, denselben Gedanken zu entwickeln. Nimmt man eine teilweise
Reflexion als möglich an, so vermag man allgemein die Probleme des

1) Auszug aus einer Veröffentlichung in „La Revue Générale des
Sciences“.
3*

86 H. Nagaoka.

Sonnenauf- und -unterganges bei der Signalgebung sowie der Über-
mittelung längs des Meridians oder quer zu diesem und das Vorhanden-
sein atmosphärischer Störungen zu erklären.

Das Vorhandensein einer solchen Fläche und das beständige Auf-
fangen ionisierender Teilchen scheinen durch die Arbeiten und die
Versuche von Birkeland, Störmer und Arrhenius erwiesen zu
sein. So widersinnig dies auch erscheinen mag, ist doch dieses Bom-
bardement der Erdatmosphäre bei Tag und bei Nacht nicht stark von-
einander verschieden.

Wir haben gute Gründe zu der Annahme, daß die lonisierung
der Atmosphäre durch ultraviolette Strahlen in Höhen von mehr als
10 km stattfindet. Die Ballonbeobachtungen von Wigand scheinen
darauf hinzuweisen, daß ein Maximum der lonisierung in mehr als
9 km Höhe vorhanden ist. Wahrscheinlich erreicht die lonisierung
einen Höchstwert und nimmt alsdann ab. Die Fläche der maximalen
Ionisierung durch ultraviolette Strahlen ist auf ungefähr 50 km ge-
schätzt worden, wo der Druck etwas weniger als 1 mm beträgt und
dem Druck für das Mindestpotential bei gewöhnlichen Versuchen über
Funkenentladung in Vakuumröhren entspricht.

Diese Fläche liegt in der Stratosphäre, nicht weit von der Wasser-
stoffschicht, und das Gebiet, in welchem die Teilchen gefangen werden,
liegt wahrscheinlich in der Wasserstoffsphäre (dem Geoconium Wege-
ners) und besteht in einer Höhe von 200 bis 500 km. Norwegische
Beobachtungen und Messungen beweisen, daß die Nordlichtentladungen
in dieser Höhe vor sich gehen. Da die ultraviolette lonisierung auf
ein verhältnismäßig niedriges Gebiet beschränkt ist, muß sich die
Wirkung besonders bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang fühlbar
machen. Die lonisierung der Atmosphäre wird demnach durch diese
zwei Ursachen bestimmt.

Das Vorhandensein einer derartigen Fläche muß sowohl eine Ab-
sorption als eine Reflexion der auftreffienden Wellen hervorrufen. Die
Reflexion muß jener des Schalles an Dunst- oder Nebelwolken analog
sein und einer Art rings um die Erde laufenden ‚Flüstergallerie‘ ähn-
lich sein. Wenn wir auch den Durchlässigkeitskoeffizienten der Schicht
für die Wellen nicht kennen, muß doch das Gesetz für den Energie-
verlust, nämlich umgekehrt proportional der Entfernung, mit großer
Annäheruug gelten. Wenn wir annehmen, daß sich die reflektierende
Schicht in einer Entfernung von 20 bis 30 Wellenlängen befindet, so
wird die Art der Fortpflanzung um die Krümmung der Erde eine
sehr verwickelte infolge der vielfachen Reflexionen zwischen der Schicht

Die Fortpflanzung elektrischer Wellen auf der Oberfläche der Erde usw. 37

und der Erde, und wir haben es mit einem Problem zu tun, das sich
weder durch Beugung, noch durch Öberflächenwellen, noch durch
höhere Geschwindigkeit der Wellen in den oberen Schichten der
Atmosphäre leicht erklären läßt. Machen wir uns die eingangs kurz
umrissene Anschauung von der lonisierung zu eigen, so wird der Ein-
fluß des Sonnenaufgangs und des Sonnenuntergangs durch die Fig. 1
und 2 dargestellt. In der ausführlichen Veröffentlichung werden noch
zwei weitere Abbildungen wiedergegeben, welche den Einfluß des Sonnen-
auf- und Sonnenuntergangs zeigen und im allgemeinen mit denen über-
einstimmen, die Marconi für die Nachrichtenübermittelung über den
Atlantischen Ozean angegeben hat. Der Verfasser legt dar, daß wenn
wir eine Schicht bei Tage in verhältnismäßig geringer Höhe annehmen,
daß diese dann meteorologischen Störungen aller Art ausgesetzt ist.

nn.
Eai a DN 2 Bas >
f DE ~

Fig. 1. Sonnenaufgang. | Fig. 2. Sonnenuntergang.

Vielleicht verursacht das Vorhandensein von Falten und Runzeln Beu- `
gung, und er zieht.deshalb vor, mit langen Wellen zu arbeiten. Bei
Nacht ist das Wesen des Einfangens von Teilchen verwickelt, wie dies
Störmer gezeigt hat, und die Falten haben dann weit größere Ab-
messungen als bei Tage. Wenn eine ionisierende Schicht vorhanden
ist, so sind die Bedingungen für eine günstigste Wellenlänge gegeben.
Bei einer runzeligen Fläche in sehr hohen Gebieten, die teilweise unter
dem Einfluß der Erddrehung steht, müssen schwache Maxima und
Minima miteinander abwechseln. Die äquatoriale Zone der Erdatmosphäre
ist nicht annähernd so kompliziert wie jene der höheren Breiten, wo
die Nähe der Nordlichtbanden auftritt. Da der Querschnitt der reflek-
tierenden Schicht sich nicht plötzlich mit der Krümmung verändert,
mnß es viel leichter sein, Signale von Norden nach Süden zu geben
als von Osten nach Westen. Gegenwärtig vermögen wir zu keiner
sicheren Schlußfolgerung hinsichtlich der Änderung mit der Jahreszeit
zu gelangen.

Nach H. Ebert haben die elektrischen Schwingungen der Sonne
eine Periode von 6!/, Sekunden, und während der Perioden der Sonnen-

38 . 0. Demnmler.

tätigkeit ist die elektrische Erregung der Sonne imstande, Wellen in
das Weltall hinauszusenden. Wenn es möglich wäre, den Durchgang
derartiger Wellen durch die ionisierte Schicht zu beobachten, würde
damit viel Licht über unsere Kenntnis von der lonisierung der Atmo-
sphäre verbreitet werden. Der Einfluß von Sonnenfinsternissen läßt
sich in ähnlicher einfacher Weise erklären. Die ionisierte Schicht er-

er
m
x

a e S
Fig. 3. Wirkung der Sonnenfinsternis.

hebt sich allmählich in die höheren Gebiete, gerade wenn die Totalität
erreicht wird. Offenbar wird die Stärke der Signale bei Beginn der
Finsternis geschwächt werden, ein Maximum erreichen und dann
wiederum abnehmen. Wenn wir die Ergebnisse derartiger Beobach-
tungen betrachten, müssen wir indessen notwendig berücksichtigen, daß
sie nicht durch irgendwelche andere elektrische Störung in der Atmo-
sphäre verschleiert sein dürfen.

(Nach Electrician 76, 741, 1916 aus dem Englischen übersetzt

von Max Iklé.)
(Eingesandt 20. August 1916.)

Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit
elektrischer Wellen an der Erdoberfläche.

Von ©. Demniler.')
(Mitteilung aus dem Kaiserlichen Telegraphen-Versuchsamt.)

1. Einleitung.
Um die Länge elektrischer Wellen zu messen, benutzt man nach

dem Vorgang von Lecher und Drude?) stehende Wellen auf Drähten.
Solche Messungen liegen unter anderem auch der Eichung der Wellen-

1) Nach Archiv f. Elektrot. Bd. 3, Heft 3/4, 1914. Verlag Julius
Springer, Berlin.
2) P. Drude, Ann. Phys. 9, 614, 1902.

Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit usw. 39

messer durch die Physikalisch-Technische Reichsanstalt zugrunde.!)
Hierbei muß man sich einer Paralleldrahtleitung bedienen, um den
EinfluB der Umgebung auszuschalten. Bei der vorliegenden Unter-
suchung sollte dieser Einfluß festgestellt werden, nämlich die Abhängig-
keit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit von der Beschaffenheit der Erd-
oberfläche.

2. Versuchsanordnung.

Zu diesem Zwecke wurden in der Gegend von Neu-Strelitz zwei
Paralleldrähte aus Bronze von 1,5 mm Durchmesser und je 940 m
Länge ausgespannt (Fig. la). Sie wurden mit Bindfaden au Porzellan-

Holzstutze

Hlolzshitze

Fig. 1a.

rollen gebunden, die senkrecht übereinander mit einem Abstande von
10 cm an 1 m hohen Holzstützen befestigt waren. Die Holzstützen
wurden in 20 m Entfernung voneinander in gerader Linie aufgestellt.

Fig. 1b.

Um eine gute Erdleitung zu erhalten, wurden drei 25 cm breite
Zinkblechstreiffen Z von 1,5 m Länge senkrecht in die Erde so ein-
gegraben, daß sie in die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks zu liegen
kamen, dessen Seiten 4 m lang waren. Die Zinkbleche reichten ins

1) Dießelhorst, Jahrb. d. drahtl. Telegr. 1, 262, 1907.

40 O. Demmler.

Grundwasser und waren durch Kupferband miteinander verbunden. Das
eine Zinkblech Z, war mit Anschlüssen versehen und ragte ungefähr
1 m aus der Erde hervor; mit dem oberen Teil war es auf einem
Brett befestigt. Dieser Erdanschluß wurde noch durch zwei Draht-
netze N von 25 m Länge und 1 m Breite verbessert, die an die
äußersten Zinkbleche angelötet waren (Fig. 1b). Der erste Teil der
Drähte, 220 m, führte über einen Sandhügel, der Rest über eine
moorige Ebene (Fig. 2).

Über dem einen Ende der Leitungen, wo die Erdleitung sich be-
find, war ein Zelt aufgeschlagen, in dem die Messungen ausgeführt
wurden. Zur Erregung von Schwingungen auf der Leitung diente ein
magnetisch mit ihr gekoppelter, im Zelt aufgestellter Hahnemann-
Wellenmesser, der mit Summer betrieben wurde. Dieser Wellenmesser
war deshalb sehr geeignet, weil seine Kapazität klein ist, und dadurch
eine große Abstimmschärfe erzielt wird. Lose magnetische Koppelung
zwischen dem Erregerkreis und den Paralleldrähten genügte, um im
Resonanzfalle Schwingungen auf den Drähten zu: erzeugen, die stark
genug waren, mit einem aperiodischen Detektorkreis wahrgenommen
werden zu können. Dieser bestand aus 12 Windungen umsponnenen
Drahtes, die auf einem Brett von 50 X 70 cm angebracht waren, einem
Glimmerkondensator von 2500 cm Kapazität und einem regulierbaren
Bleiglanzdetektor. Paralell zum Kondensator lag der Fernhörer.

Wellenmesser und Detektorkreis wurden in der Nähe der Draht-
leitungen so aufgestellt, daß der Wellenmesser den Detektorkreis nicht
erregte, daß jedoch die Drahtleitungen mit dem Wellenmesser und dem
Detektorkreis genügend gekoppelt waren.

3. Melmethode.

Mit der 940-m-Leituung wurde die Eichung des Wellenmessers
verglichen. An dem einen Ende waren dabei die Drähte frei, am an-
deren, im Zelte, überbrückt, und es wurden durch geeignete Stellung
der Wellenmesserspule W (Fig. 3a) Schwingungsvorgänge hervorgerufen,
die für die beiden Drähte entgegengesetzte Phase haben.

Die Drahtleitung wurde mit dem Wellenmesser erregt und zu-
nächst die Grundschwingung, die bei 4 = 3760 m liegen’ mußte, ge-

Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit usw. 41

messen. Dann wurde der Wellenmesser verstellt, und es bestand bei
mehreren Einstellungen Resonanz zwischen Drahtleitung und Wellen-
messer entsprechend den Öberschwingungen der Leitung. Bei sämt-
lichen Beobachtungen ergab sich eine gute Übereinstimmung zwischen
den aus der Drahtlänge berechneten und dem gemessenen, aus der
Eichkurve abgelesenen Werten der Wellenlängen.

Die Erregung war bei diesem Versuche sehr schwach, und die
Beobachtung sehr mühsam; deshalb wurden die Drähte für die Haupt-
versuche auf 540 m verkürzt.

Zunächst wurde wiederum nur das Ende im Zelt überbrückt,
während die Dräbte an den Außenenden frei waren. Somit konnte
jeder für sich in ungeraden Vielfachen von Viertelwellen schwingen,
und es ergaben sich die 1., 8., 5. usw. Oberschwingung. In diesem

Drahtzuun?

Fig. 3a. Fig. 3b.

Falle ist die Fortpflauzungsgeschwindigkeit c gleich 3 - 101° cm/sec.
Dann wurden die Leitungen an willkürlichen Stellen überbrückt und
im Zelt mit der Erdleitung verbunden. Nunmehr schwingen bei ge-
eigneter Lage der Wellenmesserspule W (Fig. 3b) beide Drähte iu
gleicher Phase wie ein Draht, dessen inneres Ende geerdet ist, und
zwar wiederum in der Form ungerader Vielfacher von Viertelwellen-
längen. i

Während vorher die Fortpflanzungsgeschwindigkeit c = 8 - 10!°cm/sec

war, liegt sie jetzt zwischen Rn -8.101° und 3 . 10! cm/sec, wo-
£

bei e die Dielektrizitätskonstante des Erdreichs ist. Es war zu er-
warten, daß bei gleicher Länge die Schwingungsdauer T größer wurde.
Die gemessenen Wellenlängen ergaben in der Tat zu große Werte.
Man kann das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit zur Fort-
pflanzungsgeschwindigkeit elektrischer Wellen an der Erdoberfläche,

42 O. Demmler.

Tabelle 1.

Beide Drähte schwingen
wie ein Draht, dessen eines

Ende geerdet Àm berechnet

Einstellung des | }„ nach der | Einstellung des | îm nach der
Wellenmessers | Eichkurve | Wellenmessers | Eichkurve

Die Drähte schwingen
als Paralleldrähte

V. 120 |
119 | 2200— 2210 — — 2160
119 |

IV. 265 | IV. 520 |
27,0 | 7125 53,5 | 860—870 720
27,0 540

III. 55,5 | I. 83,0 |
55,0 435 82,0 ` 496—498 432
55,0 | 82,5

II. 140,0 | III. 26,0
139,5 307—308 24,5 350—360 309
140,5 24,0

II. 71,0 lI. 98,0
71,0 239 100,0: 268—270 240
71,5 99,0 |

IL 875 | II, 54,0
87,5 197 55,0 217—218 196
87,0 55,0

I. 17,5 II. 31,0
17,0 167—168 80,0 184—187 165
18,0 81,5 |

I. 109,0 I. 143,0
108,0 | 138 143,5 156—157 144
108,0 | 144,0 |

l. 78,0 | 1. 104,5 |
18,0 : 123 104,0 185—136 127
78,5 ` 103,0 |

I. 56,0 | I. 75,0
55,5 | 110 76,0 | 122 114
55,5 | 75,0

I. 41,0 |
405 ° 100-101 — — 103
40,0 ` |

I. 28,0
285 92 — — 94
28,5 l

c:c', folgendermaßen finden: 1. mißt man die Reihe der Oberschwin-
gungen in Schaltung 3a; 2. mißt man die Reihe der Oberschwingungen
in Schaltung 3b. Da sich die Wellenlängen umgekehrt verhalten wie
die Fortpflanzungsgeschwindigkeiten, so erhält man das Verhältnis c: c’

Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit usw. 43

durch Division der Wellenlängen entsprechender Oberschwingungen von
2 und 1.

4. Ergebnisse.

Die Ergebnisse sind tabellarisch zusammengestellt. In der Tabelle
sind in den beiden ersten Spalten die Messungen bei Schaltung 3a
angeführt — beide Drähte schwingen als Paralleldrähte — während
in den Spalten 3 und 4 die Messungen für Schaltung 3b angegeben
sind — beide Drähte schwingen wie ein Draht in einer Viertelwellen-
länge In der Spalte „Einstellung des Wellenmessers‘‘ bedeuten die
römischen Zahlen die Nummern der Wellenmesserspule, die arabischen
die Kondensatoreinstellungen. Jede Einstellung wurde dreimal wie-
derholt.

Die Tabelle zeigt, daß bei der Paralleldrahtleitung innerhalb der
Grenzen der Eich- und Ablesegenauigkeit eine gute Übereinstimmung
zwischen gemessener und berechneter Wellenlänge besteht. Schwingen
jedoch beide Drähte in gleicher Phase wie ein einfacher Draht, so er-

IV. 136 | | V. 35,0 |
136 1222 36,5 1490—1505 1200
186 | 36,0

III. 43,5 Id. 750 ı
44,0 405—407 73,5 | 477—480 400
43,0 745 | |

II. 73,0 II. 105,0
T25 | 240 106,0 274—276 240
725 | 104,0 |

IL 21,5 I. 370
21,5 172—172 36,0 193 -194 171
20,5 37,0 |

I. 89,0 I 1290
89,0 129 128,0 | 147 133
89,0 129,5

I. 505 | I 79,5
50,5 | 106—107 79,0 123—124 109
50,0 80,0

I. 265 |
26,0 90 — — 92

44 0.Demmler. Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit usw.

scheint die Wellenlänge zu groß; und zwar verhalten sich die Wellen-
längen der Oberschwingungen im zweiten Falle zu den Wellenlängen
entsprechender Oberschwingungen im ersten Falle wie 1,13:1; d. h.
die Ausbreitungsgeschwindigkeit im zweiten Falle ist kleiner als die
Lichtgeschwindigkeit. Hieraus geht hervor, daß die Fortpflanzungs-
geschwindigkeit merklich von der Dielektrizitätskonstante des Erd-
bodens abhängig ist. Hätte sich der Draht ganz im Dielektrikum be-
funden (für trockenen Boden € = 2 bis 6), so würde das Verhältnis
1,4:1 bis 2,45:1 zu erwarten gewesen sein.

Um eine etwaige Verschiedenheit über Sand und moorigen Boden
feststellen zu können, wurden die Leitungen auf 300 m verkürzt, so
daß sie zum größten Teil über Sand führten. Die Ergebnisse dieses
Versuches sind in Tabelle 2 zusammengsstellt.

Mit der 300-m-Leitung wurden ferner Versuche ausgeführt, wobei
beide Enden überbrückt und isoliert waren, so daß die geradzahligen
Oberschwingungen auftreten. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 3.

Tabelle 3.

Beide Enden der Leitung überbrückt und isoliert.
Einstellung des },„ nach der | Àm be- | Einstellung des |} nach der | 2m bc-
Wellenmessers Eichkurve ‚rechnet Wellenmessers | Eichkurve | rechnet

II. 140,5 | L 670 | |
141,0 608—610 600 68,0 0 117 | 120
141,0 | 67,0 |

II. 131,5 I. 3865 |
131,5 299—300 300 37,5 ags ' 100
131,0 837,0

II. 40,5 | | IL 190 |
41,0 ı 199—200 | 200 18,5 85 86
41,0 | 185 |

I. 1255 |

1255; 141 > 150
1250 | |

Auch dieser Versuch zeigt, daß die Eichung des Wellenmessers
innerhalb der Grenzen der Ablesegenauigkeit richtig ist. Wie vorher,
so waren auch hier wieder die Wellen über der Erde größer als auf
Drähten, und das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit zur Ausbreitungs-
geschwindigkeit schwankte zwischen 1,24:1 bis 1,13:1.

Zu einer besonders bequemen Prüfung bietet die Oberschwingung
Aà = 240 m Gelegenheit, weil sie sowohl bei der 540-m- wie bei der
300-m-Leitung vorkommt. Im ersten Falle wuchs sie auf 268—270 m,

H. M. Macdonald. Das Fortschreiten elektrischer Wellen usw. 45

im zweiten sogar auf 274—276 m. Da die 540-m-Leitung zum
größten Teil (280 m) über eine moorige Ebene, die 300-m-Leitung
jedoch über einen Sandhügel führte, so geht hieraus erneut hervor,
daß sandiger Boden auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer
Wellen einen größeren Einfluß ausübt als feuchter Boden. Dies
erklärt sich daraus, daß Sand ein Dielektrikum ist, während Wasser
für Schwingungen als ein Leiter anzusehen ist.

5. Zusammenfassung.

Es wird eine Methode beschrieben, um auf langen Drahtleitungen
stehende Schwingungen mit ihren Oberschwingungen nachzuweisen.
Diese wird angewandt, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer
Wellen über der Erde zu untersuchen. Es wurde gefunden, daß sie
merklich kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist (1,24: 1 bis 1,11:1)
wobei vornehmlich Sand eine große Rolle spielt.

(Eingesandt 15. September 1916).

Adresse des Autors: Dr. O. Demmler, Kaizerl. Telegraphen-Versuchs-
amt Berlin, Königsgrätzerstraße.

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die
Erdoberfläche.

Von H. M. Macdonald.

Der Wert der magnetischen Kraft an einem Punkte auf der Erd-
oberfläche, die von einem auf der Oberfläche mit seiner Achse senk-
recht zur Oberfläche ängeordneten einfachen Oszillator herrührt, ist
kürzlich von Love!) für eine Wellenlänge von 5 km und für be-
stimmte Entfernungen von dem Öszillator berechnet worden. Seine
Ergebnisse für den Fall vollkommener Leitung sind die gleichen, zu
denen ich gelangt bin.?) Er hat ferner den Wert der Summe der
entsprechenden Reihe für den Fall berechnet, daß die Erde als un-
vollkommen leitend vorausgesetzt wird. Der Zweck meiner vorliegenden

1) Phil. Trans., A, vol. 215, p. 105 (1915).

2) Roy. Soc. Proc., vol. 90, p. 50 (1914).

46 H. M. Macdonald.

Mitteilung ist, die allgemeine Formel für den Fall unvollkommener
Leitung zu erhalten.

Es seien r, 0, @ die Polarkoordinaten eines Punktes, wo r seine
Entfernung vom Mittelpunkte der Erde, Ô sein Winkelabstand vom
Oszillator ist. Ferner seien E, Eo, Ep die Komponenten der elek-
trischen Kraft, œ, p, y die E Komponenten der magne-
tischen Kraft. Dann ist, da rings um die Achse des Oszillators Sym-
metrie herrscht, l

«= 0
B=0
E,= 0
und in dem ganzen Raum außerhalb der Oberfläche
1 ôE, 1 Ö
ro IT "A
1 0E 1 0
y? > "rs ddr Ba) (1)
ðy 10 1 ôE,

TETT)
wo V die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen ist. Durch Eli-
minierung von E, und Eg folgt, daß y der Differentialgleichung

1 02

2
yaggl rino) = (Yrsin) + Z = (1 — u’) rin 6) (2)

genügt, wo überall im äußeren Raume
u = cos 0
ist. Ist ferner ø der spezifische Widerstand des Leitungsmaterials, so

sind die Gleichungen, die im ganzen inneren Raume befriedigt werden
müssen,

1 0
tn Elo = -zgarie 0)
1 6 . ;
An Eoo = = zang g,” r0) (3)
ðy 10 1 ô E,

sa ro OA

und daher genügt, wenn wir E, und Lo eliminieren, Y im ganzen
inneren Raume der Differertiaigleichung

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die Erdoberfläche. 47
ind... aoo, 1 „8.
reiner ern (4)

Die Grenzbedingungen an der Oberfläche bestehen darin, daß die tan-
gentialen Komponenten der elektrischen und der magnetischen Kraft
stetig sind. Für Wellen von der Wellenlänge 2r/x sind, wenn wir
im äußeren Raume

yrsia ð = wer’!
und im inneren Raume

y rsin 0 = wer!

schreiben, die Gleichungen, die durch w und %’ befriedigt werden
müssen, |

d? 30

a al- pga ty=n r>a (5)
0? y 4 V,

u a(l = PY, r<a (6)
oe Oy V öwv

EZ ee vv, r= 7
4nrsinĝð ðr ıxrsnOdr” PRU PER 2
wo a der Erdhalbmesser ist. Ist w, der von der Schwingung allein
herrührende Wert von w, so ist bekanntlich

| op!
A ER hr n+ 1)ekmtidmur, 21, (ı ur, )In+3, (Kr)(1 Burn ) (8)

wo r, die Entfernung dəs Orzillators vom Mittelpunkte ist. Wir können
daher die Lösungen der Gleichungen (5) und (6) folgendermaßen
schreiben:

[eo] `
= — ri —2g y'la 2 (2 n + 1) cn + dnt Kayn (ær)

ô P
X ntn (er) + A, Kuna ug, (9)
ô P,
Ver SB InN -eg 00)
wo Ä x? = — 4nıxVlo (11)

1) Roy. Soc. Proc., vol. 71, p. 251 (1903).

48 H. M. Macdonald.

ist, und die Oberflächenbedingungen sind dann:

G B Ö 1 1.8) ô P
re "In +',(% ajj (1 u Ze

00
-- rn, > Rn Derttwmurk,.ı,(er)Xx
à

P ; O ga „OP,
x (2 Jati aa + Anz ia Ana, (al
OP,
SB, In +, (# a)(l = ur) —— Ara
= — ne (2n + Ne:rtrine Kapiler) X
I
; | OP
x [hend + A Kla] a a
folglich ist
Foa Q gi
er T(n p 1) enta Ka pa lAr IE al], +1,(#a)!-+
u „.led) | =; ES D fa" Jay: (x a)} —

rn (2n 4 Yet dern (r) 4.0) +
L

T AuRuu,lexa)| B In +1,,(# a)
und durch Elimination von B, folgt:
4 r Ö 1! Ö 1, ır
u er a) E ja Jala) T 4,52 ja a Ka+ lta) l =
c 0 |
= Ar da fa" Jay (x a n Jnl% a) + 4 En+',(1% a)

d.h.

j $ nV

PaO ga
n Tag mr ne a) yz {a Kn +1 (1% a)}

2 Bus
sy Kn +a (tH a) 2a la Jn ra a) =

Ooi ‚
= n +1) (% a) 5> (0 In t 1y (x a)}

án V

, ð 1
Tag Pen ag Whana

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die Erdoberfläche. 49

Daher ist im äußeren Raume:
(° 0] m

v-—r tr D>(2n 1er nK, (er) X [Jaate

l
Ô.. , AnV „0,
Jarla) ia Jat’, a), — I In t'al% a)y la "Jay: (a)i

pese ce nn ta Se u I yet X
4nV EINE 2 PER z Oi ;
N era) [en Kur (ixa) Rus (a) gaT, y daa)
> OP
x Kantan a= Ge 08)

An der Oberfläche, wo r = a ist, wird hieraus:
L

er nn a’ S (2 n + 1)ehta tar Kyy (i xr) X

1
4nV ô
-——— 1: 4 1: MW, =— "fe 1 f }
gg tl o henead gt Kn+ „Ural

| Ô
un 4, Ra) fa's u.)

X oa x
4nV Ko) |
— 1. (x a — Sa’ 1
Tun ayo- la" Kur (a)
(1x4) 2 fa'a x'a)
| n+'/e a n +'(% a
h (1 2 OP,
Nun ist RAN ET (14)
Ö,, |
In +1,(% a) h Ky +,(1* a)}
ð ,
a Kn Hera) la Jn A a)} = a he. nt.
daher ist
ver),
(2n +1) Kurı,(er,)
Oi 1x0 de ls =
Era :Kn+1,(txa)}- gny Etla Jagi X a) Jn+: a% a)

N OP
x (1 — u —:
(d — u’) On
Die wichtigen Glieder dieser Reihe’) sind jene, für welche

1) Roy. Soc, Proc., vol. 90, p. 50 (1914).
Jabrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 1?.

50 H. M. Macdonald.

n+t-xal von derselben oder von niedrigerer Ordnung ist als (x a) >;
wenn daher |x’a| groß gegen æa ist, so liefert

In pp (x a) = (2| x a) cos f} (n + l)a — x a}
eine genügende Annäherung für J, ,:,(x a).
Es ist aber
x ?]x? =— 4ni Vjxo =— 21 Viljo
wo A die Wellenlänge ist. Mithin ist, wenn VA/o groß ist

ATE A a) JaJa: (æ a) = x tanfh (n+ l)a — x'a}

0a
d.h. wenn wir,
x = x (l — ı)
schreiben :

ð, a 5
gaie Taal ah ai In+ 1,1% a) 2

, tanf{l (n + l)a — x a} + tahx a

1 — ı tanh x a tan |} (n + l)a — xa}

und sonach, da x,a sehr groß ist, annähernd:
ô 3 , t I [4
gge" Tath ajad, + (% a) = x%

wenn V4j/c groß ist, und daher:

ver, -AS (2 n+ 1) Ka +1,lt %1) (1 ur z
1 Ôu (15;

x?
age" n+, (a) + i a"? Kn+1,(1%a)

Wenn der Oszillator sich dicht an der Oberfläche befindet, so
können wir, außer für Punkte in der Nähe des Oszillators, r, durch a
ersetzen; es ist daher, wenn wir

a2
schreiben |
© (2n +1) Kn 41,42)

Vene

„OP
i- (1 E
5, Kanli?) 2 En ilte)

und für die wichtigen Glieder!)

1) Roy. Soc. Proc., vol. 90 (1914).

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die Erdoberfläche. 51
'/ 2 ® 1 1 1 3’ 1 x
2'it Kn+1,(12) = E B-'e ziee m'ha t?ar Eh K, (E e77’)

Ö .: ‚ 2 1' 1 1 2;
net Ku, gen")

wo I
E = 2%; 8 E = 6'sz7'(n + 4} — 2)
folglich
y=- >
(2n + 1)8"az'a g'h Ky (E e77")

Eh Elger) — Žan Ege)

ðP
Dr)

wo sich die Summenbildung zu beiden Seiten von n + 4 =z er-
streckt. Um diese Summenbildung auszuführen, muß man die Null»
werte des Ausdrucks

2 pi “ —! =l; $l; -xt
E Ka, (eo) Z 3h zm g'a Ki, (de)

kennen. Dieser Ausdruck ist eine Integralfunktion von &", und seine
Nullwerte sind mit den in meiner früheren Mitteilung erörterten Null-
werten von &": K. (&e-*) kontinuierlich. Der kte Nullwert von
Eh Rr,(&e-*') wird durch

Er Pen x. ed «3

gegeben; folglich ist der kte Nullwert von
e yr er % —1 1 gi! -xt
Eh Ka, (E0771) — Ž 8— z" B'a Ro, (E e77)

éis = x,’ gr
Es folgt hieraus:
x, eni — xh e? 7/3 + Y,
und wenn |xz':/x’| klein ist, kann y, als eine Potenzreihe von x z'h|x’
angenähert werden. Behält man die zweite Potenz von xz's/x’ bei,
so ist y, durch die en

EEE) u A Zul 2]

ER ge) Hing pE EE] =0

bestimmt, wo
él: = 2 e57 3
ist. Da
4*

52 H. M. Macdonald.
O EP N -a ch, -xt
leer) = EE (E07)

J Sei, (Ee a S E Ro (Eem)
ist, so ist mithin
3 m 3 ERE < x A 17 Š
zus K (e77) +] Yr Sg Ri, (ger) 3 82 sE nK (£e =)

also:
3 3 x |
Ms 2 2’ ý 8-a za = 0
2 Yy $ + 4 Jk 1%
Nun ist:
xj? = ı0/2)V
daher:
xhw = jer
wo
7 = (7/2 À y)
ist, mithin:
$ Yy Eis + 3 IPA = 3-a z's ner:
und
Y; = 23 -'s Eli 2 eure = ge -2 gi rer:
daher:
(8 "AL 2 (3 r,’ + 92 1) 2 3 (3 x,) -° s ẹ571/12 + 2 n? zis (32,) "es: (17)
Ferner ist:
u PRE _ SEP RER
get) un Terug, ige) Tora neirn
wo

A SIE. nn.

u Wr a a a Ò, in
zS ggs Ealse I= rise )}

ist, wenn

Eh = x, ® ed r t3
ist. Das heißt:

ur AAT
: u 3 9 A 1 1/ 2 u
z SK (e IE 270? ag 5 K: (&e-x.)
oder:
2 l 1
A, = 3 en 2 IRIE ERN EDENE

s EN, —- rzı\/E -nt
gh 8-2, gh Ky (ge yjEl K (E77)

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die Erdoberfläche. 583

Nun ist naeh verlangter Ordnung der Annäherung:

3 t rr
Eh Ka, (ge )/$" Ku, (077) = mE" gai En (Ee77)}/ E'n K, (E77)
oder: |
Eh Ka, (ger EK: (&e=*‘) = 3-"s z'an PET
und daher:

2 1
A E EAE
3 Es — 3T sny eT n
also:
2 1
ur a ehe
3 sent (I ry) nz se
oder:
2 1
Ase a IT EE an E S E EA E (18)
Sehr (3x Ô 3+2 n23 xr, BE AN) zl e— (2 (8 x)? 1)

Setzen wir weiter für P (u) den passenden Näherungswert

P (u) = Ja (2n + 1}sin 4 0}
ein, so wird die Reihe für w:
— 2:3 "ha xz" (sin } 0)2cos?t 0X (n + Hi:
[en + Dein "20+? UL e-(Zn+1)sin RO+*rı] 5 > = r
0 & 3 — X 86: aa
Da
n + Tan: 6 "iszis
ist, so heißt dies, daß der Hauptteil W von w durch
p = — Ana (32)-">(zsin 4 O): cos?10
ferezen 1,.0-ırı S, + e?ızsin!;d+ >; nt S,]
gegeben ist, wo

= > 2 6 32 18 2ısin'; Kr]

S, : > Es rye elini
Á

6 sz sisinta k

>> E

selrt

ist. Daher verschwindet der Hauptteil von S| und der Hauptteil
von S, ist}:

i , 2 S A
— 8% qa g'is > eT (3xx) la2"3sin 1 Oe lent Á;
k=0

1) Roy. Soc. Proc., vol. 90, 1914.

54 H. M. Macdonald.

das heißt:
— 3’: 2nız" se” taae gen" sz/asin!,0 0X 8x)" — y?" em)
k=0
und daher:
W = 4 me z (z’ 3 sin 4 0)? cos? } 0 e-?ızein le 0+ lnt
o e- (3z) az issin! „O)clert
2 [Zur 2 _r 1 (19)
(engen er
wenn wir höhere Potenzen von nz» als die zweite vernachlässigen.
Vergleichen wir dieses Ergebnis mit dem Werte von w, für den
Fall, daß „7 verschwindet, also mit dem Werte von w der vollkom-
menen Leitung entspricht, so erhellt, daß das erste Glied der Reihe
jenes ist, das am meisten beeinflußt wird, und in solchen Entfernungen
vom Oszillator, für welches das erste Glied eine genügende Annäherung
an den Wert von w liefert, besteht die Wirkung der unvollkommenen
Leitung darin, den der vollkommenen Leitung entsprechenden Wert
von w um den Faktor
e— [2 7z"? (3 To) get + Imtz.s(3 ro) "1," sint 0
1+2n2'(82,) "et 4 y2 8 x) 280)? 1} eer:
zu vervielfachen. Bezeichnen wir daher mit A das Verhältnis der
Amplitude der magnetischen Kraft für den Fall unvollkommener Lei-
tung zur Amplitude der magnetischen Kraft für den Fall vollkom-
mener Leitung, so wird A, durch die Gleichung
A el? n2' 820) "sin en —2 g?r ls (3 r0) 7 "22 2’ sin 1/0 20
eT ank8) ren tee
oder |
A,=[1-2n z'l dx) sin qty m + q?z" (8 x)"
— y? z (8x) {5 (8x)? — 1}cos4 z]

x el?nz 28x) T "ssin ya 2227832) T? ]z"/3sin 1/20

gegeben.

Es folgt daraus, daß, wenn 72" klein ist, A mit dem Winkel-
abstand 0 vom, Oszillator wächst und mit zunehmender Wellen-
länge abnimmt. Es ist zu beachten, daß die Wirkung der Glieder
zweiter Ordnung darin besteht, den Faktor. A, zu verringern. Für
eine Wellenlänge von 5 km ist der Wert von nz’: 0,365, und in
Winkelabständen von 6°, 9°, 12°, 15° und 18° vom Oszillator sind
die Werte von A, wenn wir die Glieder vernachlässigen, in welche
n? zh. eingeht, 1,005 bzw. 1,011, 1,017, 1.023 und 1,029.

Das Fortschreiten elektrischer Wellen um die Erdoberfläche. 55

Diese Ergebnisse stimmen mit Ausnahme des dem Winkel-
abstande von 15° entsprechenden Wertes mit den Ergebnissen über-
ein, die man nach der Formel (51) von Love!) erhält, wenn man
(k/m)? vernachlässigt. In einer Entfernung vom Oszillator, die 0 = 86°
entspricht, das heißt in einer Entfernung von 4000 km, ist der Wert
von A, von derselben Ordnung 1,064. Wenn man die Glieder zweiter
Ordnung beibehält, so liefert unsere Formel (20) für 6°, 9°, 12°, 15°,
18° und 36° für A, die Werte 1,004 bzw, 0,010, 1,015, 1,021,
1,027 und 1,061, und die Wirkung unvollkommener Leitung für
eine Wellenlänge von 5 km besteht darin, daß sie die Amplitude in
Entfernungen von nicht mehr als 4000 km um nicht mehr als
61/, v. H. vergrößert. Um die Wirkung einer Herabsetzung der Wellen-
länge zu zeigen, habe ich die Ergebnisse für eine Wellenlänge von
2 km berechnet. Die entsprechenden Werte von A, sind in den
gleichen Entfernungen 1,020, 1,038, 1,056, 1,073, 1 ‚091 und 1,095,
wenn man die Glieder zweiter Ordnung vernachlässigt, und 1,016,
1,082, 1,049, 1,065, 1,082 und 1,186, wenn man die Glieder zweiter
Ordnung beibehält.

Unmittelbare Bestimmungen des Wertes von ø für den Fall, daß
Wellen auf Meerwasser auftreffen, scheinen nicht angestellt worden zu
sein. Es ist unwahrscheinlich, daß o für alle Wellenlängen denselben
Wert hat und es ist nicht festgestellt worden, daß œ denselben
Wert hat, als wenn ein Strom von derselben. Frequenz durch das
Wasser geleitet wird. Den Wert von © für eine gegebene Wellen-
länge könnte man finden, wenn man die elektrische Störung in ver-
schiedenen Tiefen für den Fall kennen würde, daß Wellen von der
gegebenen Wellenlänge über die Oberfläche hingehen. Wenn man
annehmen darf, daß für Wellen von großer Wellenlänge der bei der
Berechnung benutzte Wert 101} von der richtigen Größenordnung ist,
so folgt, daß die Wirkung der unvollkommenen Leitung seitens des
Meeres auf die Fortpflanzung von Wellen dieser Länge über seine
Oberfläche praktisch zu vernachlässigen ist.

(Nach Proc. Roy. Soc, 92, Nr. 643, S. 493—500, 1916, aus dem
Englischen übersetzt von Max Ikle.)

1) Phil. Trans., A., vol. 215, p. 122 (1915).
(Eingesandt 25. Januar 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Iklé, Berlin-Zehlendorf
(Wannseebahn), Milinowskistr. 31.

56 E. W. Marchant.

Die Heaviside- Schicht. `

(The Heaviside Layer.)
Von E. W. Marchant.,

Die Formeln, die (dank den Ergebnissen der Untersuchungen und
Messungen Austins und anderer Forscher) für die Stärke der Signale,
die man an einer Station aufnimmt, gewonnen wurden, wenn einem
entfernten Senderluftleiter eine gemessene Energiemenge hober Frequenz
zugeführt wird, sind bekannt und in der Arbeit, die Fuller
dem American Institute of Electrical Engineers?) vorgelegt hat, aus-
führlich behandelt worden (vgl. auch Jahrbuch 5, 75 und 8, 575).

Wie jeder Funker weiß, wechselt die Stärke der Signale inner-
halb weiter Grenzen, und zwar häufig im Verlaufe weniger Minuten,
und diese Änderungen lassen sich am’ leichtesten aus Reflexion oder
Brechung seitens in Bewegung befindlicher „Wolkenmassen“ oder
Ionennebelmassen erklüren. Die von Sommerfeld entwickelte Theorie
der Oberflächenwellen erklärt zwar die Signalübermittelung auf lange
Strecken längs der Krümmung der Erde, erklärt jedoch diese plötz-
lichen Änderungen nicht. Die Tatsache, daß diese Änderungen bei
Nacht stärker auftreten als bei Tage, liefert einen weiteren Beweis
dafür, daß die Reflexions- und Brechungstheorie, deren eifrigster Vor-
kämpfer in den Vereinigten Staaten von Nordamerika Eccles gewesen
ist, die beobachteten Erscheinungen am ehesten zu erklären geeig-
net ist.

Die Versuche, die Balsillie’) beschrieben hat, und bei denen er
gefunden hat, daß Staubstürme, die längs der. Bahn der Signale. auf-
treten, die Signalstärke dann beeinflussen, wenn die Übermittelung in
der Richtung erfolgt, in welcher der Wind gerade weht, sind insofern
von Interesse, als sie darauf hindeuten, daß die unmittelbar an die
Erde angrenzende Atmosphärenschicht ein Faktor ist, der bei der Ab-
sorption von Wellen eine Rolle spielt. Die hauptsächlichen Erschei-
nungen indessen, die einer weiteren Erklärung bedürfen, sind (a) die
plötzlichen Änderungen der Signalstärke zur Nachtzeit und (b) der
Umstand, daß verhältnismäßig geringe Änderungen der Wellenlänge
verhältnismäßig gewaltige Änderungen in der Stärke der empfangenen

1) Proc. Inst. Radio Engineers (New York) 4, Nr. 6, S. 511—521, 1916.
2) Proc. Am. Inst. El. Eng. 34, 567.
3) Proc. Brit. Ass. (Australia), S. 514. — Siehe auch „The Electrician“.

Die Heaviside-Schicht. 857

Signale hervorzubringen vermögen. Die Versuche, die Fuller
neuerdings beschrieben hat!), haben das Material, über das wir für
eine Erörterung dieses Gegenstandes verfügten, um viele genaue Auf-
schlüsse vermehrt, und es dürfte daher von Nutzen sein, sie in ihrer
Tragweite für das Vorhandensein und die mutmaßliche Natur jener
Schicht zu betrachten, die man hierzulande allgemein als die „Hea-
viside-Schicht bezeichnet.

Zwar bezeichnen wir sie allgemein mit diesem Namen; indessen
hat Professor Fleming kürzlich bemerkt,?) daß einer der ersten,
die auf ihr Vorhandensein hingewiesen haben, Sir James Dewar ge-
wesen ist. In einem Vortrage, den er im Jahre 1902 vor. der Royal
Institution gehalten hat), hat Dewar gelegentlich einer Erörterung
der Zusammensetzung der Atmosphäre dargetan, daß diese tatsächlich
aus zwei Bestaudteilen bestehe, nämlich dem unteren Teile, in welchem
atmosphärische Strömungen zirkulieren, und wo die Bestandteile denen
der Atmosphäre in tieferen Schichten ähnlich sind, und dem oberen
Teile, in welchem die Verteilung der Gase durch deren Dichte geregelt
wird. In zwei Vorträgen, die er kürzlich vor der Royal Institution
gehalten hat‘), hat Fleming die Bildung dieser oberen Schicht °
und die Ursachen ihrer Erzeugung erörtert. Fleming weist nach, daß
man, um durch Lichtstrahlung in eivem Gase wie Sauerstoff lonisie-
rung hervorzubringen, eine Wellenlänge von der Größenordnung von
1500 bis 1800 Ängströmeinheiten (107 mm) haben muß, also solches
Licht, das weit jenseits des übervioletten Endes des Spektrums liegt.
Wenn derartiges Jicht wirklich irgendwelche lonisierung hervorbringt,
dann ist zu erwarten, daß die lonisierung zur Nachtzeit vermindert
sein wird, und infolgedessen ist weiter zu erwarten, daß sich die
Stärke der Signale zur Nachtzeit ändert, falls diese ionisierten Gase
die Ursache der Änderung der Signalstärke bilden. Fleming
meint indessen, daß in Höhen von der Größenordnung von 100 km,
wo die gewöhnlichen Bestandteile der Atmosphäre verschwinden und
durch Wasserstoff und Helium und möglicherweise noch andere leich-
tere Gase ersetzt sind, das wahrscheinlichste Agens bei der Erzeugung
der Ionisierung der Sonnenstaub sei, der von der Sonne atsgeschleu-
dert und durch die Vermittelung des Lichtdruckes der Erde zugeführt
wird. Diese Erklärung für die Erzeugung einer oberen ionisierten

1) Proc. Am. Inst. El. Eng. a. a. O.
2) Electrician ‘75, 348.

3) Proc. Roy. Inst. 17, 223.

4) a.a O. |

58 E. W. Marchant.

= Gasschicht wird durch die Tatsache bestätigt, daß der Zeitraum, der

zwischen dem Durchgange eines Sonnenfleckes durch den Sonnen-
meridian und dem zugehörigen magnetischen Gewitter verstreicht, wie
Arrhenius nachgewiesen hat, ungefähr 45 Stunden beträgt, ein Wert,
der ziemlich genau mit der Zeit übereinstimmt, die nach den Berech-
nungen Flemings ein Teilchen mit einem Durchmesser von 1200
Ängströmeinheiten brauchen würde, um von der Sonne zur Erde zu
gelangen. Mag die Ursache für die Bildung dieser Schicht sein, welche
sie immer wolle, jedenfalls ist kaum daran zu zweifeln, daß eine solche
Schicht besteht, allerdings nicht: notwendig in Gestalt einer mit der
Erde konzentrischen Schale mit ziemlich glatten Oberflächen, sondern
wahrscheinlicher in Gestalt großer Gasmassen in den oberen Gebieten
der Atmosphäre, die als Reflektoren und Refraktoren für die zur Über-
mittelung drahtloser Signale angewandten Wellen wirken.

Andere das Vorhandensein dieser Schicht betreffende Tatsachen
hat Eccles in einer seitens der Royal Society veröffentlichten
Arbeit!) behandelt. Es dürfte sich erübrigen, hier die Gründe noch-
mals anzuführen, deren er sich zum Beweis für die Existenz dieser
Schicht bedient, da diese Existenz angenommen werden kann. Der
Zweck der vorliegenden Veröffentlichung ist, auseinanderzusetzen, in-
wieweit die Heaviside-Schicht die von Fuller beschriebenen Er-
scheinungen zu erklären vermag.

Theorie der Interferenzbanden an einem sphärischen Reflektor.

Zunächst mögen die Bedingungen erörtert werden, welche für die
Bildung von Interferenzbanden an einer sphärischen Fläche mit einer
umgebenden .Hülle von gleichfalls sphärischer Gestalt, deren innere
Fläche als Reflektor wirkt, maßgebend sind. Man nimmt für gewöhn-
lich an, daß die Höhe, in welcher die Heaviside-Scbicht genügend
leitend wird, um als Reflektor zu wirken, ungeführ 80 km beträgt.
Das ist in Fig. 1 maßstäblich dargestellt; die Punkte A und B ent-
sprechen hier den Orten San Francisco und Honolulu. Es liegt auf
der Hand, daß der Durchgang zwischen dieser Schicht und der Erde
sehr stark jenem in einer engen Schlucht zwischen zwei parallelen
Flächen oder spiegelnden Reflektoren äbnelt.

In erster Annäherung genügt es daher, die Bildung von Inter-
ferenzbanden durch Reflexion seitens eines Paares ebener paralleler
Flächen zu betrachten. Der Abstand zwischen den Banden elektro-

1) Eccles, Proc. Roy. Soc. (A) 87, 79—99.

Die Heaviside-Schicht. 59

magnetischer Helligkeit und Dunkelheit wird dadurch bestimmt, daB
der Gangunterschied zwischen den Bahnen der Strahlen, welche diese
Punkte auf zwei verschiedenen Wegen erreichen, eine halbe Wellen-
länge beträgt. Wenn der Gangunterschied zwischen den beiden Wegen
ein Vielfaches einer Wellenlänge beträgt, so ist der Punkt ein Hellig-
keitspunkt; beträgt er ein ungerades Vielfaches einer halben Wellen-
länge, so ist der Punkt dunkel.

Fig. 1.

Wir können zunächst einmal annehmen, daß der eine Strahl längs
der Oberfläche der Erde fortschreitet, wie dies in der Sommerfeld-
schen Theorie vorausgesetzt wird, und daß der andere seiteus der
Heaviside-Schicht und seitens der Erdoberfläche reflektiert wird.

Wenngleich auch kaum anzunehmen ist, daß die Reflexion eine
regelmäßige sein wird, dürfte es doch ratsam sein, zunächst einmal
die Bedingungen zu betrachten, welche für die Breite solcher Inter-
ferenzbanden bestimmend sind, die durch regelmäßige Reflexion zwischen
ebenen Flächen gebildet werden. Die beiden Flächen mögen durch OP
und OR dargestellt werden und A km voneinander entfernt sein
(s. Fig. 2).

Fig. 2.

Es sei n die Gesamtzahl der nacheinander reflektierten Strahlen
und 9 der Winkel, unter welchem der reflektierte Strahl die Heavi-
side-Schicht trifft. Dann ist, wie leicht ersichtlich,

tang 0 = nh/D.

Der Gangunterschied zwischen zwei von A nach B gehenden
Strablen, von denen der eine unmittelbar längs der Erdoberfläche ver-
läuft und der andere seitens der Fläche O P reflektiert wird, ist durch

2 [720 — A
n n

gegeben. Für die ganze Reihe von n Reflexionen wird diese Größe

60 E. W. Marchant.

Disec# — 1), und diese Größe ist, wie wir sehen, nur von den Werten
für O und D abhängig. Nehmen wir an, daß ein Strahl auf die
reilektierende Schicht unter einem wenig abweichenden Winkel O auf-
trifft, so wird der Gangunterschied bis zu einem von der Senderstation
um die Strecke (D + «) entfernten Punkte (D + «)isec9’ — 1) sein.
Um den Abstand zwischen den Interferenzbanden zu erhalten, diffe-
rentiieren wir D(sec 0 — 1) nach D, wobei wir für sec die er-
forderliche Substitution einführen, und erhalten:

E
E *P ea |
© daD o dD)

V A oi pap

Ist & die halbe Breite einer Interferenzbande, d. h. der Abstand
zwischen einem dunklen und einem hellen Fleck, so muß der Unter-
schied zwischen den Gangunterschieden der beiden unter den Winkeln O
und O’ auftreffenden Strahlen, die an den von der Senderstation um
die Strecken D und (D -+ «) entfernten Punkten interferieren, gleich
+ A/2 sein,
Folglich ist:

d[ D (sec À — 1\] Ea À
= a

Durch Reduktion dieser Größe gelangen wir zu der Bedingung:

h= yae R ssil

Es ist aber: u
sec 0 = ji + +2].
folglich:
sec 0 = WS
1 +5 —

Setzen wir nun A=6 km und « = 14,4 km (das sind dis Werte, die
Herr Fuller in seiner Arbeit angibt), so wird sec) = 1,26 und
0 = 37,6%, denn es liegt auf der Hand, daß wir hier das Minus-
zeichen nehmen müssen. '

Die Heaviside-Schicht. 61

Nunmehr setzen wir. für sec 9 seinen oben gefundenen Wert:

ein. Ist D = 383700 km und h= 80 km, wo D die Entfernung zwischen

San Francisco und Honolulu und k die gewöhnlich für die Heavi-
side-Schicht angenommene Höhe ist, so folgt, daß

n = (0,76 x 3700)/80 = 35 mal

ist, oder daß die von der Heaviside-Schicht reflektierten Strahlen
85mal zwischen der Schicht und der Erde auf- und abwärts laufen
müssen, um eine Interferenzbande von dieser Breite zu liefern. Es
ist sicherlich nicht wahrscheinlich, daß dies obne beträchtlichen
Energieverlust seitens des reflektierten Strahles geschehen wird, und
ein soleher würde eine Schärfe der Interferenzbande verhindern. Außer-
dem würden derartige Reflexionen einen Gangunterschied von

Disec6 — 1) = 3,700 x 0,26 = 960 km.

zwischen den beiden Strahlen ergeben.

= 0,76

Die Theorie der Heaviside-Wolke.

Die hochinteressanten Kurven, die Fuller mitteilt, und in
denen er zeigt, daß bei Änderung der Wellenlänge an der Sender-
station eine Schwächuag und Verstärkung der Signale eintritt, deuten
nun darauf hin, daß der Gangunterschied zwischen den beiden inter-
ferierenden Strahlen weit geringer ist als der vorstehend berechnete Wert.

In der Figur 13 seiner Arbeit gelangt Fuller zu nach-
stehenden Ergebnissen: Ä

Wellenlängen, bei denen Wellenlängen, bei denen
Mindestwerte der Signal- | Höchstwerte der Signal-
stärke gefunden werden | stärke gefunden werden

Ty 3
10 „

5 km | 6 kın

|
Wenn die beiden interferierenden Strahlen längs ihrer beiden ver-
schiedenen Bahnen in derselben Richtung unabhängig von der Wellen-
länge verlaufen, so ist es einleuchtend, daß der Gangunterschied für
Wellen von 5 km, von 7 km und von 10 km eine ungerade Anzahl.
und für Wellen von 6 und von 8 km eine gerade Anzahl halber
Wellenlängen betragen muß.

62 E. W. Marchant.

Es sei ð der Gangunterschied.. Dann ist:

ð 7 10

= — = — — i — 4
ô z” ; m 2) = z" J

wo m irgendeine ungerade Zahl ist. In derselben Weise erhalten wir:
6 8.
= — — = -- , — 3 i
Ò 5 (m 1) z M )

Das ergibt eine Reihe von Gleichungen, aus denen man m und Ò
finden kann, und welche ziemlich übereinstimmende Ergebnisse liefern.
Der durch die Auflösung dieser Gleichungen gewonnene "Mittelwert
ergibt m = 7 km oder 9 km (die gefundenen Werte für m sind 7,5
bzw. 8 und 9) und ô = 17,5 km oder 22,5 km, ein Ergebnis, das von
den nach der Theorie der einfachen Reflexion gefundenen sehr stark
abweicht.

Aus den anderen Kurven, die in der Fullerschen Arbeit mit-
geteilt werden, und in denen die Höchst- und Mindestpunkte mit
wechselnder Wellenlänge dargestellt werden, läßt sich der Gangunter-
schied der beiden interferierenden Wellengruppen leicht berechnen.
Die Ergebnisse dieser Rechnung sind in der nachstehenden Tafel zu-
sammengestellt. (Alle Angaben beziehen sich auf die Signalgebung von
San Francisco aus nach Honolulu.)

Gang- Zustand
Kurve, 5 i ;
Figur, ge eit von San Frands unterschied der |des zwischen-
Runer interferieren- liegenden
den Wellen Raumes
5 März 8 | 3 p.m.— 3,54 p.m. 28 km ganz hell
6 „ 15 10,30 a.m.— 12 p.m. 2l y ~ m
T a19 3 p.m.— 4 pm. | 35 „ PN
8 April 1 3am.— 4am. 28 „ ganz dunkel
10 Mai 17 11,30 a.m.— 12 a.m. 19:4; ne hell
11 „ 24 10,25 a.m.—11,25 a.m. ` 36 y
12 24 | 11,25 a.m.— 12 a.m. 14 „ u
13 Juni 13 2,45 a.m.— 3,30 a.m. | 20: y | ganz dunkel
' Mittelwert
14 „ 22 ‘10,30 a.m.—11,15 a.m. 2 km | ganz hell
15 „ 28 ; 10,45 a.m.— 11,30 a.m. 3 | j 3

Zwischen dem Gangunterschied der interferierenden Wellen und
dem Zustande des Himmels, d. h. ob dieser ganz hell oder ganz dunkel
ist, läßt sich keinerlei Zusammenhang beobachten, aber die Änderung
des Gangunterschiedes ist ein Zeichen dafür, daB die beobachteten Er-
scheinungen von Reflexionen an unregelmäßig angeordneten Flächen

Die Heaviside-Schicht. 63

herrühren, und liefert eine Stütze für die Theorie der „Heaviside.
Wolke“,

Es besteht natürlich ein Unterschied zwischen den Aufzeichnungen
bei Tage und jenen bei Nacht, insofern als die von der Änderung
der Wellenlänge herrührenden Veränderungen gewöhnlich bei Nacht
größer sind als bei Tage und dadurch anzeigen, daß die interferierenden
Wellen bei Nacht einander mit größerer Annäherung gleich sind als
bei Tage. Aus der Figur 13 der Fullerschen Arbeit geht dies deut-
lich hervor. Die Aufzeichnungen aus den Morgenstunden ergeben
gleichfalls große Änderungen, und es scheint fast, als wenn, trotzdem
der dazwischen liegende Raum vollständig erleuchtet ist, die nächt-
lichen Bedingungen der Halbdurchlässigkeit noch hinzutreten. Eines
der interessantesten Ergebnisse, das Fuller am Ende seiner
Arbeit erwähnt, ist die von ihm gemachte Beobachtung, daß der
Charakter des Landes oder des Wassers zwischen den Stationen an-
scheinend für die Übermittelang über große Entfernungen sehr wenig
Unterschied macht, d. h. daß die über Land gegangenen Signale ebenso
stark sind wie die über Wasser gegangenen. Diese Tatsache scheint
ein fast bündiger Beweis dafür, daß die beobachteten Signale von
solchen Strahlen herrühren, welche nahezu gänzlich reflektiert oder ge-
brochen werden. Das Ergebnis weicht natürlich von Beobachtungen mit
kürzeren Wellenlängen über geringere Entfernungen ab. Wir können
daher bei der Behandlung der Interferenzerscheinungen annehmen, daß
die beiden Strahlen ùm die Erde durch den engen Zwischenraum fort-
schreiten, der von der Erde und der Heaviside-Schicht gebildet
wird, wobei sie, wie es Eccles dargelegt hat, während ihres
Fortschreitens gebrochen und ferner an der Unterfläche der Heavi-
side-Schicht reflektiert werden. |

Wenn wir einen Strahl annehmen, der so gebrochen wird, daß er
nahezu der Krümmung der Erde folgt, und der auf eine reflektierende
Fläche in der Weise auffällt, wie es die Figur 3 zeigt, so kann
zwischen den von zwei Gebieten CE und DF reflektierten Wellen Inter-
ferenz eintreten. Wenn wir eine reflektierende Fläche von solcher Be-
schaffenheit!) annehmen, daB sich der Einfallswinkel eines auf sie auf-
treffenden Strahles bei geringem Höhenunterschiede beträchtlich ändert,
wie dies in der Figur angedeutet ist, d.h. wenn die reflektierende

1) Es ist vielleicht irreführend, da von einem Einfallswinkel zu
sprechen, wo die Abmessungen der reflektierenden Fläche von derselben
Größenordnung ist wie die Wellenlänge; die einfallende Strahlung wird
tatsächlich zerstreut.

64 E. W. Marchant.

Fläche unregelmäßig ist, so kann eine Reihe von Strahlen seitens
einer solchen Wolke an derartigen (einander nahe benachbarten) Punkten
wie C und E unter verschiedenen Winkeln in den Richtungen UA
und BE reflektiert werden, und es ist leicht ersichtlich, daß der
Gangunterschied zwischen der Bahn von C unmittelbar nach A und
der Babn CDA eine ungerade Anzahl von halben Wellenlängen be-
tragen kann, während der Gangunterschied zwischen der Bahn von E
unmittelbar nach B und der Bahn EFB eine gerade Anzahl von
halben Wellenlängen betragen kann.!) Wenn dies der Fall ist, so
kann sich der Abstand zwischen den beiden Stellen A und B, an
denen sich die beiden Wellen gegenseitig verstärken bzw. aufheben
werden, innerhalb weiter Grenzen ändern. Die Figur ist so gezeichnet

Fig. 3.

worden, daß sie mit möglichster Annäherung den Bedingungen ent-
spricht, die Fuller in seiner Arbeit angibt, wo er zwei Stationen
behandelt, die 9 Seemeilen auseinander liegen. Der Gangunterschied
zwischen den beiden Bahnen nach A beträgt ungefähr 30 km und
jener zwischen den beiden Bahnen nach?B ungefähr 26 km. Für eine
Wellenlänge von 7500 m würden die Signale in A stark sein, weil
der Gangunterschied 8 halbe Wellenlängen beträgt; in B würden die
Signale schwach sein, weil der Gangunterschied nahezu 7 halbe Wellen-
längen ausmacht. Bei einer Wellenlänge von ungefähr 8500 m würde
der Gangunterschied zwischen den beiden Bahnen nach A eben etwas
weniger als 7 halbe Wellenlängen ausmachen, so daß die Signale
schwach sein würden, während bei B der Gangunterschied eben etwas

1) Die Zeichnung ist allerdings so ausgeführt, daß die beiden inter-
ferierenden Strahlen in einer Ebene liegen; es ist aber klar, daß die
Strahlen auch aus anderen, nicht in einer und derselben Ebene liegenden
Richtungen reflektiert werden können.

Die Heaviside-Schicht. 65

mehr als 6 halbe Wellenlängen betragen würde und die Signale dort
daher stark sein würden. Diese Vorgänge lassen sich kaum als von.
der Erzeugung einer Interferenzbande in dem gewöhnlichen Sinne her-
rührend darstellen, in dem man in der Lichtlehre von Interferenz-
erscheinungen spricht. Die Interferenz zwischen den längs der ver-
schiedenen Bahnen fortschreitenden Strahlen ist eine durchaus zufällige,
und die Gebiete elektromagnetischer Helligkeit und Dunkelheit sind
wahrscheinlich in höchst unregelmäßiger Weise verstreut. Die hier ge-
gebene Erklärung ist allerdings nur eine aus einer unendlichen Anzahl
möglicher Erklärungen, aber sie steht in Einklang mit allen Beobach-
tungen, die Herr Fuller gemacht hat, und entspricht sehr nahezu
allem, was wir auf Grund unserer Kenntnis der oberen Schichten der
Atmosphäre erwarten können. Die interessante Rechnung, die kürzlich
Herr Cohen angestellt hat?) und aus der hervorgeht, daß die Ergeb-
nisse Austins sich durch eine Formel von der Form

Ig = = 1 + ND - 0,00195

R= PA + jema vr
darstellen lassen, steht ebenfalls zu unserem Gegenstande in Beziehung,
insofern als sie anscheinend auf die Stärke zerstreuter Wellen hin-
weist, die von der Unterseite der Heaviside-Schicht reflektiert worden
sind. Die Fullerschen Ergebnisse verleihen somit der Theorie Ge-
wicht, nach welcher die von der Heaviside-Schicht gebildete reflek-
tierende Fläche gänzlich unregelmäßig ist, oder vielmehr, sie weisen
auf das Vorhandensein einer unregelmäßigen Masse reflektierender
Wolken hin, welche die untere Fläche der Schicht bilden. Im Verein
hiermit muß eine Brechung von gewissem Betrage vorhanden sein, um
den Strahlen zu ermöglichen, einen Bogen von nahezu 30° der Erd-
oberfläiche zu umgehen, den sie auf dem Wege von San Francisco.
nach Honolulu zurücklegen müssen, wie bereits Eccles auseinander-
gesetzt hat.?)

Wir können allerdings nicht mehr tun, als Vermutungen an-
stellen über die Ursachen jener Erscheinungen, die in solchen Medien
auftreten, von deren Eigenschaften wir keine durch unmittelbare Ver-
suche gewonnenen Kenntnisse besitzen können; immerhin aber scheinen
die Tatsachen durch eine Auffassung der geschilderten Art eine an-
gemessene Erklärung zu finden. Wir dürfen daher die Theorie der
Heaviside-Wolke als weiter gefestigt ansehen. Meine eigenen Unter-

1) Cohen, Electrician 76, 743.
2) Eccles, Proc. Roy. Soc., a. a. O.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 5

66 E. W. Marchant.

suchungen, die leider durch den Krieg eine vollständige Unterbrechung
erfahren haben, bewegten sich in derselben Richtung, wenngleich die
Entfernung, über die ich arbeitete, nämlich die Strecke von London
nach Paris (650 km), verhältnismäßig kurz war. In dem Berichte über
meine Versuche, der seitens der Institution of Electrical Engineers ver-
öffentlicht worden ist?) habe ich nachdrücklich auf die zuerst von
Fessenden aufgestellte ‚„Wolkentheorie“ als die wahrscheinlichste Er-
klärung der beobachteten Erscheinungen hingewiesen. Nunmehr wird
denn auch diese Erklärung durch die Ergebnisse des Herrn Fuller
bestätigt, obschon man bei den Versuchen zwischen San Francisco und
Honolulu notwendig auch noch eine Brechung annehmen muß. Es
steht zu hoffen, daB weitere Versuche folgen werden, denn solche
Untersuchungen geben uns nicht nur reichliche Aufschlüsse über die
Technologie der drahtlosen Telegraphie, sondern sie können uns auch
gestatten, weitere Kenntnisse über die Natur der oberen Atmosphären-
gebiete zu erlangen, und zwar in größeren Höhen als jenen, in welchen
Ballonbeobachtungen möglich sind.

Zum Schlusse möchte ich Herrn Professor Wilberfokee für seine
Mitarbeit danken.

Zusammenfassung.

Die in der Stärke der empfangenen Signale auftretenden Ände-
rungen werden zum Teil dem Vorhandensein einer „Heaviside-
Wolkenschicht“ zugeschrieben, die aus Massen ionisierter Gase in be-
trüächtlichen Höhen besteht. Es wird eine teilweise Bibliographie über
diesen Gegenstand mitgeteilt.

Es wird die Theorie der durch einen sphärischen Reflektor ver-
ursachten Interferenz gegeben, und die Ergebnisse der von Herrn Leonard
Fuller angestellten Empfangsversuche werden im Lichte der abgelei-
teten Theorie untersucht. Es wird gezeigt, daß die Heaviside-
Schicht wahrscheinlich ganz unregelmäßig ist, und daß wahrscheinlich
eine Brechung der fortschreitenden Wellen stattfindet.

Meinungsaustauch.
Schriftliche Meinungsäußerung des Herrn Leonard F. Fuller:
Telegraphisten, die mit kontinuierlichen Wellen arbeiten, haben
häufig beobachtet, daß zwar die zur Nachtzeit empfangenen Signale
bei den kürzeren Wellen stärker sein können, daß indessen ihr
Schwächerwerden so viel häufiger auftritt, daB diese kürzeren Wellen

1) Proc. Am. Inst. El. Eng. 53, 329.

Die Heaviside-Schicht. 67

für den praktischen Betrieb selbst beim Arbeiten zur Nachtzeit den
längeren Wellen nachstehen.

Diese Beobachtung läßt sich folgendermaßen erklären:

Wenn man in die Kurve der Figur 15 meiner von Herrn Pro-
fessor Marchant erwähnten Arbeit, die vom American Institute of
Electrical Engineers veröffentlicht worden ist, die Mittelwerte aus den
Beobachtungen einträgt, so erhält man eine Kurve für die Zahl der
empfangenen Watt, die annähernd der Kurve für die seitens des
Senderluftleiters ausgestrahlten Energiemenge folgt.

Das ist durchaus naturgemäß und ist der Grund für die erste
der praktischen Beobachtungen der Telegraphisten. Die zweite Be-
obachtung läßt sich durch die folgende Betrachtung der Theorie der
Figur 3 in der Arbeit des Herrn Marchant erklären,

Wie Herr Marchant betont, sind Interferenzbanden in dem Sinne,
in dem wir sie bei Lichterscheinungen für gewöhnlich auffassen, nicht
vorhanden, wenn wir die Bahn des Fortschreitens parallel zur Erd-
oberfläche im Ganzen oder auch örtlich in A nnd B betrachten. Sofern
die Zabl der möglichen Anordnungen einer Heaviside-Wolke un-
begrenzt ist, besteht eine unbegrenzte Zahl von Möglichkeiten für ähn-
liche Punkte wie A und B. Sonach können Gebiete schwacher und
starker Signale hinsichtlich ihrer Ausdehnung und ihrer räumlichen
Verteilung gänzlich unregelmäßig sein.

Diese Gebiete entstehen durch die Übereinanderlagerung zweier
Wellen derselben Frequenz, die nicht miteinander in Phase sind,
und nicht durch die Vereinigung zweier Wellen verschiedener Frequenz.
Der relative Betrag der Schwächung oder Verstärkung von Signalen an
einem gegebenen Punkte hängt daher von der Verschiebung des Phasen-
winkels der beiden interferierenden Wellen ab. Diese Verschiebung
hängt von den tatsächlichen mechanischen Abmessungen der Krüm-
mungen an der Unterseite der Heaviside-Schicht ab. Wenn wir
annehmen, daß sich die Umrisse dieser Schicht beständig ändern, so
leuchtet es ein, daß die Phasenverschiebung der interferierenden Wellen
bei einer gegebenen Veränderung der Heaviside-Schicht um so ge-
ringer ist, je größer die Wellenlänge ist. Sonach kann die Schwächung
bei den längeren Wellen weniger störend und der praktische Wert
solcher Wellen daher größer sein.

(Nach Proc. Inst. Radio Engineers (New York) 4, Nr. 6, S. 511
bis 521, 1916 aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

(Eingesandt 31. Januar 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Iklé, Berlin-Zehlendorf

(Wannseebahn), Milinowskistr. 31. EN

68 Louis W. Austin.

Die Anderung der Stärke radiotelegraphischer Signale
mit der Jahreszeit.

(Seasonal Variation in the Strength of Radiotelegraphic Signals.)
Von Louis W. Austin. 1)

Im Jahre 1912 wurden am Bureau of Standards Versuche zur
Messung der Stromstärke in der Empfangsantenne in Angriff genom-
men, wie sie durch die von den drahtlosen Stationen zu Philadelphia
und auf der Navy zu Norfolk ausgesandten Signale erzeugt wird. Der
Zweck der Versuche war, die Änderung der Signalstärke zu verschie-
denen Jahreszeiten zu bestimmen.

Es war bereits qualitativ bekannt, daß die Signale im Winter
im allgemeinen stärker waren als im Sommer, insbesondere dann, wenn
die Übermittelung über Land stattfand. Gewöhnlich wird als Grund
hierfür die Absorption der Wellen infolge der Vegetation zur Sommers-
zeit angegeben.

Die Versuchsbedingungen waren folgende: Die Sendewellenlänge
betrug 1000 m, und die Funkenfrequenz war ungefähr 1000 in der
Sekunde, wobei die Stromstärke in der Senderantenne nicht weit
von 10 Ampere gehalten und dafür Sorge getragen wurde, daß Wellen
von nur einer einzigen Frequenz ausgesandt wurden. Die Höhe bis
zur Mitte der Kapazität des. Luftleiters in Philadelphia betrug 39 m,
jene bis zur Mitte des Luftleiters in Norfolk 52 m. Der Luftleiter
des Bureau of Standards ist eine Harfenantenne von 55 m mit einer
wirksamen Höhe bis zur Mitte der Kapazität von 30 m. Die Kapazität
bnträgt 0,0014 Mikrofarad. Die Entfernung vom Bureau of Standards
bis zur Station in Philadelphia ist 185 km und bis zur Station in
Norfolk 235 km. Das Verfahren zur Messung der Empfangsstromstärke
im Luftleiter ist an anderer Stelle beschrieben worden. ?)

Die Ergebnisse der Beobachtungen sind in der beigegebenen Figur
dargestellt. Die Ordinaten bedeuten Mikroampere der Empfangsstrom-
stärke, bezogen auf eine konstante Stromstärke von 10 Ampere in der
Senderantenne Der Gesamtwiderstand des Empfangsluftleiters, mit
Einschluß jenes des Luftleiters, betrug 69 Ohm. Die Figur zeigt einen

D) Dem Institute of Radio Engineers, New York, am 2. Dezember 1914
vorgelegt.
2) Bull. Bur. of Stand. 7, 295, 1910. Reprint No. 157.

Die Änderung der Stärke radiotelegraphischer Signale usw. 69

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Signal aus Norfolk

70 Louis W. Austin.

stark ausgeprägten Unterschied zwischen den Stromstärken im Sommer
und im Winter, aber die großen Schwankungen zwischen den einzelnen
Werten macht es schwierig, quantitative Schlüsse zu ziehen; weichen
doch Beobachtungen an aufeinanderfolgenden Tagen in mehreren Fällen
stärker als im Verhältnis 2:1 voneinander ab, während die Beob-
achtungsfehler sicherlich kleiner als 10 v. H. sind. Ich habe durch
die einzelnen Beobachtungspunkte rohe Kurven gezogen, die den all-
gemeinen Verlauf der Änderungen angeben. Die Werte für Phila-
delphia liegen im allgemeinen höher als jene für Norfolk, mit Aus- -
nahme der im Herbst 1912 vor der Ausführung gewisser Änderungen
an dem Luftleiter zu Philadelphia aufgenommenen; diese Änderungen
haben anscheinend die Kapazität des Luftleiters vermehrt. Nach dem
November 1913 wurden in Norfolk keine Beobachtungen angestellt, da
Änderungen an dieser Station eine richtige Vergleichung der vor dieser
Zeit gemachten Beobachtungen mit den später angestellten unmöglich
machten. Trotz der Unregelmäßigkeiten zwischen den Beobachtungen
gehen einige Tatsachen ziemlich sicher aus ihnen hervor: Die Ände-
rungen mit der Jahreszeit scheinen in verschiedenen Jahren verschieden
zu sein, und das Minimum für 1912 ist höher als jenes für 1913.
Die Kurven für den Herbst 1912 scheinen steiler anzusteigen als jene
für den Herbst 1913, denn der Höchstwert wird praktisch 1912 am
1. November und 1913 erst in der Mitte des Dezembers erreicht. Es
hat sich nicht als möglich erwiesen, einen bestimmten Zusammenhang
zwischen der Signalstärke und den Änderungen in den Belaubungs-
verhältnissen herzustellen, obschon letztere möglicherweise einen wich-
tigen Faktor bei den Änderungen bildet. Im Gegensatz zu den früber
vertretenen Anschauungen scheint zwischen Regenfall und Übertragung
der Signale kein stark ausgeprägter Zusammenhang zu bestehen. Das
war besonders im Herbst 1912 bemerkbar, als nach einer Trockenperiode
Regen einsetzte und vier Tage lang heftig fiel. Diese Erscheinung
verursachte jedoch keine sichere Zunahme in der Stärke der empfangenen
Signale. |

Diese vorläufige Beobachtungsreihe lehrt, daß es zu einer gründ-
lichen Erforschung des Gegenstandes erforderlich sein wird, mindestens
zweimal wöchentlich, und noch besser jeden Tag, während eines langen
Zeitraumes zu beobachten. Aus diesen Beobachtungen wird man dann.
Mittelwerte ableiten und aus diesen wiederum den allgemeinen Gang
der Erscheinung mit einem gewissen Grade von Genauigkeit ermitteln
können. Dann wird es vielleicht möglich sein, durch Vergleichung
mit den Kurven für die meteorologischen und magnetischen Vorgänge

Die Änderung der Stärke radiotelegraphischer Signale usw. 71

Beziehungen aufzufinden, die zur Erklärung der Änderungen mit der
Jahreszeit, sowie auch der Unregelmäßigkeiten zwischen den einzelnen
Beobachtungen beitragen könnten.

Die meisten dieser Beobachtungen sind von meinem Assistenten,
Herrn Öberelektriker H. J. Meneratti, angestellt worden.

Zusammenfassung.

Im Bureau of Standards wurde während eines Zeitraumes von
etwa zwei Jahren die Stärke der von zwei Stationen her empfangenen
Signale gemessen. Die Sendewellenlänge betrug 1000 m, die Funken-
frequenz 1000 und die Sendestromstärke für jeden der Sender etwa
10 Ampere. Ihre Entfernung war 185 bzw. 235 km. Es werden
die Kurven für die Änderung in der Stärke der empfangenen Signale
mitgeteilt und besprochen.

Erörterung.

Robert H. Marriott: Es wird sich als interessant und lehr-
reich erweisen, die von Herrn Dr. Austin gefundenen Ergebnisse
mit jenen zu vergleichen, die ich in meiner Arbeit über die Änderung
der Reichweite drahtloser Signale („Radio Range Variation“) dem In-
stitute of Radio Engineers vorgelegt habe (s. Proceedings of tlıe Institute
of Radio Engineers, 2, 37), insbesondere mit der Tafel 3 und den
Figuren 1 und 2 jener Arbeit.

Alfred N. Goldsmith: Aus den Ergebnissen des Herrn
Dr. Austin geht klar hervor, daß für die besonderen Stationen, die
er in Betracht gezogen hat, der für die Übermittelung günstigste Tag
in der Nähe des 1. Januar und der für die Übermittelung schwierigste
Tag in der Nähe des 15. Juli liegt. Das Verhältnis zwischen der
empfangenen Energie im Winter und im Sommer (für die äußersten
Fälle) ergibt sich zu 6,3. Dieses letztgenannte Ergebnis ist indessen
nicht sehr genau, denn die einzelnen \Verte dieses Verhältnisses liegen
zwischen 3, 9 und 10. | a

Nach Proc. Inst. Radio Eng. (NewYork) 3, Nr. 2, 103—106,
1915 aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.

(Eingesandt 18. März 1916.)

Adresse des Autors: Dr. L. W. Austin, U. S. Naval Radio Telegraphic
Laboratory Navy Dept. Washington D. C., U. S. A.

72 Referate.

Referate.

A. H. Taylor und A. S.Blatterman, Die zeitliche Änderung
der drahtlosen Übertragung bei Nacht „Variations in noc-
turnal transmission“, (Proc. Inst. Radioeng. 4, 131—148, 1916.)

Die Versuche wurden gemacht zwischen 2 Landstationen in den
Vereinigten Staaten, Grand Forks (North Dakota) und St. Louis (Mis-
souri), deren Entfernung 1250 km beträgt.

Beide Stationen besaßen gedämpfte Sender mit synchron rotieren-
den Funkenstrecken. Diejenige in St. Louis gab bei Verwendung von
70 periodigem Wechselstrom eine Gruppenfrequenz von 700/sek., diejenige
in Grand Forks mit 60 periodigem Wechselstrom eine Gruppenfrequenz
von 1100/sek. St. Louis sandte mit einer Wellenlänge von 850 m,
einem Dekrement von 0,14 und einem Antennenstrom von 7 Amp.,
Grand Forks war zur Aussendung von 3 Wellenlängen, 1500, 850
und 500 m eingerichtet; das Dekrement war 0,11 bzw. 0,09 bzw. 0,18,
der Strom in der Antenne ca. 12 Amp., die effektive Höhe der An-
tenne ca. 27 m.

Für den Empfang wurden in beiden Stationen 1 gekoppelter
“Empfänger verwendet, in St. Louis mit einem einfachen Audion, in
Grand Forks mit einer komplizierteren Anordnung, die 2 Audion ent-
hielt. Bestimmt wurde auf der Empfangsstation die Lautstärke mit
der Parallel-Ohm methode; bei der Berechnung der Lautstärke aus
dem gemessenen Parallelwiderstand wurde die Impedanz des Telephons
für die betreffende Gruppenfrequenz, die ungefähr doppelt so groß war
als der Ohmsche Widerstand, in Rechnung gesetzt. Die Konstanz der
Empfindlichkeit des Empfängers wurde geprüft mit einem Standard-
summerkreis, der auf die betreffende Wellenlänge eingestellt war, oder
durch Vergleich mit einem Perikondetektor mit sehr konstanter Ein-
regulierung. Über die Konstruktion des Standardsummerkreises und
die Art der Prüfung sind in der Abhandlung keine näheren Angaben
gemacht. |

Die Messungen wurden während der eigentlichen Nacht alle
Stunden, in der Nähe von Sonnenaufgang und -untergang alle 15 Mi-
nuten gemacht. Reproduziert sind in der Arbeit die Kurven, welche
die Abhängigkeit der Lautstärke von der Zeit für die Nächte dar-
stellen, die am 23. Dez. (Fig. 1), 7. Jan., 28. Jan., 6. März und 17. April
begannen. Zum Vergleich sind beigefügt die Wetterkarten (Fig. 2)
des der betreffenden Nacht vorhergehenden Tages.

Referate. 73

Die Resultate der Messungen zeigen folgendes:

1. Sie bestätigen, daß die mittlere Lautstärke bei Nacht erheb-
lich größer ist als bei Tag: die mittlere Lautstärke, die mit der
500 m-Welle in der Nacht nach dem 23. Dez. erzielt wurde, ist un-
gefähr 90, während bei Tag überhaupt kein Verkehr zwischen den
Stationen möglich war.

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Die Zunahme der Lautstärke von Abend bis Mitternacht er-
folgt in anderer Weise als die Abnahme der Lautstärke von Mitter-
nacht bis Morgen: die Lautstärkekurve ist nicht symmetrisch bezüg-
lich Mitternacht.

2. Sie bestätigen ferner, daß der Nachtverkehr im Winter er-
beblich günstiger ist als im Sommer: die Lautstärken im März und
April sind viel kleiner als im Dezember und Januar. Bei Versuchen,
die noch später (am 10. Juni) gemacht wurden, konnte keine der

74 Referate.

beiden Stationen die Zeichen der anderen aufnehmen. Nach Ansicht
der Verfasser ist der starke und ziemlich rasche Abfall der Lautstärke
im Frühling auf das Verschwinden der Schnee- und Eisdecke zurück-
zuführen.

3. Aus dem Vergleich der mittleren Lautstärke in einer Nacht
mit der Wetterkarte des vorhergehenden Tages leiten die Verfasser
eine Bestätigung der Ansicht ab, die der eine von ihnen schon früher
geäußert hatte, daß nämlich wolkiges Wetter am Tage auf die Laut-
stärke in der nächsten Nacht sehr günstig wirkt.

Fig. 2.

4. Der Unterschied zwischen 2 Lautstärken, die in derselben
Nacht verhältnismäßig kurz nacheinander aufgenommen wurden, kann
außerordentlich groß sein und — wenn man ihn in Prozenten aus-
drücken will — mehrere Hundert Prozent betragen.

5. Bezüglich des Einflusses der Wellenlänge bestätigen die Ver-
suche, daß für die Nachtübertragung im Winter kurze Wellenlängen
viel günstiger sind als lange. Dagegen sind die Schwankungen kleiner
bei langen Wellen. u

Besonders interessant sind die Ergebnisse, soweit sie sich mit der
Frage beschäftigen, ob die Schwankungen der Lautstärke für die ver-
schiedenen Wellenlängen zusammenfallen oder verschieden sind. Die
500 m-Welle ist die 3. Harmonische der 1500 m-Welle, während die

Referate. 75

850 m-Welle in keinem ganzzahligen Verhältnis zu der 500- oder
1500 m-Welle steht. Diese Zahl der 3 Wellenlängen gestattet einen
Schluß darauf, ob die plötzlichen Schwankungen der Lautstärke durch
einen Interferenzeffekt (z. B. durch Reflexion an einer diskontinuierlichen
Schicht) zu erklären sind oder nicht. Wenn diese Schwankungen durch
eine Interferenzwirkung hervorgerufen sind, so ist zu erwarten, dab
jedem Maximum bzw. Minimum der 1500 m-Welle auch ein Maximum
bzw. Minimum der 500 m-Welle entspricht (nicht notwendig umgekehrt),
daß dagegen die Maxima und Minima der 850 m-Welle in keinem ein-
fachen Zusammenhang mit denjenigen der 1500 m-Welle stehen. Das
scheint durch die Messungen bestätigt zu werden. Sie machen es
demnach wahrscheinlich, daß mindestens ein Teil der raschen Ände-
rungen der Lautstärke durch Interferenzerscheinungen verursacht sind.
Die Abhandlung enthält reichliche Angaben über frühere Arbeiten,
die sich mit der zeitlichen Änderung der Reichweite beschäftigen. Z.

(Eingesandt 21. April 1916.)

Adresse des Referenten: Prof. Dr. J. Zenneck, c/o. K. G. Frank,
90 West-Str., New York U. S. A.

H. Parodi^, Die Theorie von Eccles und die drahtlose
Telegraphie La Lum. El. (2) 25, 449, 491, 1914.

Übersicht.

Dr. Eccles in London zeigt, daß der Durchgang einer elektro-
magnetischen Welle durch eine ionisierte Atmosphäre eine Zunahme der
Fortpflanzungsgeschwindigkeit eben dieser Welle hervorbringt; in einer
Atmosphäre, in welcher die Ionisation verteilt ist, müssen daher die
elektromagnetischen Strahlen in der Weise gebeugt werden, daß ihre
konvexe Seite sich der Seite zuwendet, auf welcher die Ionisation zu-
nimmt, und daß sie eine umso stärkere Krümmung annehmen, je ge-
ringer die Schwingungsfrequenz ist.

Aus dieser Grundtatsache zieht Eccles wichtige Schlußfolgerungen
in Betreff der Rolle, welche die Frequenz für die Reichweite der
Signale in der drahtlosen Telegraphie spielt; ferner folgert er aus ihr
eine einleuchtende Erklärung für die periodischen Erscheinungen der
Änderung in der Stärke der atmosphärischen Störungen.

1) Vgl. auch Jahrbuch 8, 253, 282, 1914. (Arbeiten von Eccles.)

76 Referate.

Die drahtlose Telegraphie ergibt sich unmittelbar aus der Theorie
von Maxwell und den Versuchen von Hertz, durch welche die
Identität der elektrischen und der optischen Vorgänge dargetan wird.

Die seitens eines Luftleiters ausgesandten elektromagnetischen
Wallen unterscheiden sich von den seitens einer Lichtquelle ausgesandten

Fig. 3. Fig. 2.

Lichtwellen nur durch die Schwingungszahl der Ätherschwingungen.
Ein Detektor spielt die Rolle eines Auges, das für die Strahlen großer
Wellenlänge empfindlich ist, das heißt für das „Licht geringer Schwin-
gungszahl“. Aber aus der elektrooptischen Theorie in ihrer Anwen-
dung auf den Äther allein ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten:
insbesondere vermag diese Theorie nicht den Mechanismus der Signal-
übermittelung auf Entfernungen von 10000 km zu erklären, wie sie
einer Lage der Sende- und der Empfangsstation zueinander unter 90°
auf der Oberfläche der Erdkugel entsprechen.

Referate. 77

Der gewaltige Unterschied in der Schwingungszahl, der zwischen
einem elektromagnetischen Strahl der drahtlosen Telegrapbie (F = 10°)
und einem Lichtstrahl (F = 101%) besteht, gestattet keine Erklärung für
die Übertragung einer merklichen Energiemenge auf 10000 km trotz
der Krümmung der Erde durch einfache Beugung. Die Untersuchungen
eines Poincar6!), eines Rayleigh, eines Macdonald, eines Nicholson
und anderer lassen hierüber keinen Zweifel bestehen. Nicholson?) hat
nämlich gezeigt, daß die während der Zeiteinheit durch Beugung an
zwei identischen Stationen in einer Entfernung von 3000 km bezw.
100 km von einer und derselben Senderstation empfangenen Energie-
mengen sich zueinander annähernd wie 1:10!? verhalten müßten. Und
kein Empfänger, der in 100 km Entfernung arbeitet, wäre imstande
auf 3000 km Entfernung durch eine billionenfach kleinere Kraft be-
einflußt zu werden.

Seit langer Zeit hat man sich darüber Rechenschaft gegeben, daß
die Krümmung der elektromagnetischen Strahlen auf einer eigentüm-
lichen Wirkung des Mediums beruhen müsse, einer Wirkung, die ihrer-
seits durch die von der Sonne ausgesandten Strahlungen hervorgerufen
würde. Man hat nämlich schon seit den ersten Versuchen in der
drahtlosen Telegraphie bemerkt, daß die Übermittelung im allgemeinen
bei Nacht leichter war als bei Tage, und daß die Reichweite der Appa-
rate im Dunkeln merklich größer war.

Heaviside hat übrigens schon im Jahre 1904°) darauf hinge-
wiesen, daB die von der Sonne ausgehenden ultravioletten Strahlen eine
kräftige Elektrisierung der oberen Schichten der Atmosphäre hervor-
rufen müssen, in denen die Luft stark verdünnt ist, und daß sie dort
eine Art leitender Schale erzeugen müssen, an welcher die von der
Sonne ausgehenden Strahlen reflektiert werden müssen; infolge der
fortschreitenden Änderung der Ionisierung der Luft muß sich die At-
mosphäre wie ein Medium mit veränderlichem „Brechungsvermögen‘“
verhalten. Ä

Eccles hat den Gedankengang Heavisides in veränderter Ge-
stalt wieder aufgenommen und bat in einer Mitteilung an die Royal
Society in London im Jahre 1912) eine sehr interessante Erklärung
für die Krümmung der elektromagnetischen Strahlen und für die Perio-
dizität der Intensitätsänderungen der übermittelten Signale gegeben,

. 1) S. z. B. Jahrbuch 3, 445.
2) Phil. Mag., Januar 1911, On the bending of electric waves, S. 68.
3) Electrical Papers 2, 94.
4) Proc. Roy. Soc. London, Juni 1912.

78 Referate.

wobei er die Wirkung eines Mediums mit „verteilter Ionisation“ auf
einen Zug elektromagnetischer Wellen genau umrissen hat.

Diese Wirkung ist nach Eccles die folgende:

Eine elektromagnetische Welle erfährt beim Durchgang durch ein
ionisiertes Medium eine Zunahme der Fortpflanzungsgeschwindigkeit, die
um so größer ıst, je kleiner die Frequenz ist.

Wir wollen rasch den Beweis wiedergeben, den Eccles für diesen
Satz gegeben hat, um uns dann eingehender mit der Darlegung seiner
Folgerungen zu beschäftigen.

In einem isotropen Dielektrikum, das durch seine elektrische Kon-
stante k und seine magnetische Konstante u definiert ist, lauten be-
kanntlich die Maxwellschen Gleichungen für die elektrische und die
magnetische Kraft in einem Punkte einer ebenen Welle, die sich bei-
spielsweise senkrecht zur x-Achse fortpflanzt, folgendermaßen:

Ô z ó p
Ja ot
Ox ot

wenn wir mit f die magnetische Kraft parallel zu oy und mit z die
elektrische Kraft parallel zu oz bezeichnen.

Weiter ist bekanntlich, wenn diese Welle eine Schwingung von
der Schwingungszahl F mitführt, des Integral der Gleichungsgruppe (I)

x
2 rife- Š)
E ),

ist, wenn wir mit

u
Vk u
die Lichtgeschwindigkeit bezeichnen.

Eine elektromagnetische Welle pflanzt sich also in einem voll-
kommenen Dielektrikum ohne Dämpfung fort und mit einer konstanten
Geschwindigkeit gleich jener des Lichtes.

Nehmen wir jetzt an, das Medium sei ionisiert, und zwar gleich-
förmig mit einer Konzentration vou n Ionen im Kubikzentimeter, mit
der Masse m und der Ladung e; dann müssen die vorstehenden
Gleichungen in nachstehender Weise ergänzt werden, wobei & die Ver-
schiebung der Ionen und f einen Reibungskoeffizienten bezeichnet,
welcher den Widerstand definiert, den das Medium der Bewegung der
Ionen analog einer „inneren Reibung" entgegensetzt:

Referate. 79

ôr ' ôt.

oOß 0z dE

T T (IT)

m- + f= ez
(

Wenn wir annehmen, daß die Welle eine Schwingung von der
Frequenz F mit sich führt, so muß z die Gestalt

-i2 aF

z=e q (x)
haben, und die Gleichungen (I!l) werden;
d ez 1)
dt 2nFmi+f À
0? z 0? z Annue? Oz
Ja T EATE t mi T OT (2)
Diese letztere Gleichung läßt als Integral die Gleichung
Pn „nizti2ar (t-27) (3)

zu, wenn wir
4nmne?

/ = Mea PFET
setzen und den Größen l und v die folgenden Werte geben:
Bi; u f 7 v

Im ’

TETE EUR; TT n
Tor rn TrA 7)

Diese Werte für l und v erhalten wir unmittelbar, wenn wir
eine Gleichung vierten Grades auflösen, die sich ergibt, wenn wir in
die Differentialgleichung (2) für z seinen Ausdruck (3) einsetzen.!)

1) Die sehr einfache Rechnung ist folgendermaßen auszuführen:

x
x = erlzti2ar(e- 7)
s=€ v

öx _ er min dt, [22n Fmi
062 ot 3 eR A [>+ (Zn k m)
0x 2a F .\ 0x :
De = | l — i) to S — (2a F?x

Setzt man diese Werte in die Gleichungen (1) und (2) ein, so erhält man:
je a (3) + danue? C LE E

ERN ee
E a (4a Fm? +f’

gu Referate.

Wenn wir die Größe y als klein voraussetzen, vereinfachen sich
die vorstehenden Gleichungen beträchtlich; behalten wir nur die Glieder
ersten Grades von y bei, so werden die Größen l, v und z dann:

: z
tere t-—) |

2 =
_ Anmne?
Y = kan Fm? + f’)
IU
ja ml r) m
2m | :
en l

o al +37)

Wir sehen also, daß wegen der Ionisation des Mediums die Fort-
pflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen größer sein

Setzt man die recllen und die imaginären Glieder getrennt für sich
gleich Null, so findet man die beiden Gleichnngen:
„Se

= (27 Ffuaky-ı) (8)
l luk
el (4)

die durch Eliminieren von / die Gleichung
yt Berl (2n Fuk — y) r? + (a FP =0
2m ,
liefern. Die Lösung dieser Gleichung ist:

- (Zn F)ukll - p+ en: Ffw ka- y-a [# CII) aP)

ra 2m
A o[ukyf

2f 2m o)
y? = E — 2 (1 — y) yı+ + [2a Fm(l — -n| —1

Nimmt man y ale sehr klein au, so erhält man, wenn man die einzelnen
Glieder in Reihen entwickelt und diese mit den Gliedern ersten Grades von
y abbricht:

_ [2m Fm\’ı 2 y) 1 yf 2
ji f J +a) tee

a 2n Pm\?1 fyi Z 1L
2 f ku m) 1-y kul-p

und hieraus schließlich
1
Viu | F”)

k [27 F m)? +72
= Adnmne:

und

. „er

or mit y=

Referate. | 81

wird als jene des Lichtes. Man kann sich in groben Zügen von der
Notwendigkeit dieser Zunahme durch die Bemerkung Rechenschaft
geben, daß, wenn die elektrische Kraft gering ist, die Bewegungs-
richtung des Moleküls die Richtung dieser Kraft Z ist, und daß diese
Verschiebung einer elektrisch geladenen Masse einen Konvektionsstrom
erzeugt, der der Ladung und der Geschwindigkeit des Teilchens pro-
portional ist. Die Phase dieser Geschwindigkeit wird gegen die Kraft Z
um ungefähr 90° rückwärts verschoben sein, während der wahre Ver-
schiebungsstrom im Dielektrikum, %k dz/d t, der dieselbe Richtung hat,

Fig. 4. Fig. 5.

gegenüber Z vorwärts verschoben ist; diese beiden Ströme werden sich
also tatsächlich gegenseitig beeinträchtigen, und die Ionisation wird eine
Wirkung hervorbringen, die einer Verminderung des Koeffizienten k
gleichwertig ist, und die zugehörige Fortpflanzungsgeschwindigkeit

1
v= -—
1277
muß daher durchaus eine Vergrößerung erfahren.
Diese Geschwindigkeitszunahme ist um so kleiner, je größer die
Schwingungszahl ist, und für Schwingungszahlen von der Größen-
ordnung jener des Lichtes, 101% Perioden in der Sekunde, sind diese

Änderungen zu vernachlässigen. Für Frequenzen von der Größenord-
Jahrb. d. draht]. Telegraphie u. Telephonie. 12, 6

82 Referate.

nung 10°, wie sie in der drahtlosen Telegraphie benutzt werden, können
diese Veränderungen bedeutend genug werden, um die „Krümmung
der elektromagnetischen Strahlen“ in einem Medium mit verteilter Ioni-
sation hervorzurufen.

Die Krümmung der Strahlen.

Betrachten wir jetzt dasselbe Medium wie vorher, doch sei es
ungleichförmig ionisiert, und nehmen wir an, die Größe y in einem
gegebenen Punkte,

= Annne
kl(2# Fm)? + f°)’
sei eine Funktion der Entfernung ọ dieses Punktes vom Mittelpunkte
der Erde. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit wird in verschiedenen
Höhen verschieden sein, und die Flächen gleicher Ionisation werden
zur Erde konzentrische Kugeln sein. Bezeichnen wir mit v die Ge-
schwindigkeit auf dem Niveau o und mit v + dv jene auf dem Ni-
veau ọ + do, so erhalten wir:

oder, da

ist, schließlich:

Die an der Erdoberfläche sehr schwach ionisierte Atmosphäre der
Erde muß in den oberen Schichten sehr stark ionisiert sein. Wir
wollen sehen, wie groß die Ionisation sein müßte, damit die Krümmung
der Strahlen eine solche wird, daß sie sich auf einer zur Erdoberfläche
parallelen Fläche anordnen. Es sei r der Erdhalbmesser, A die Höhe
des betrachteten Kurvenpunktes. Es ist:

1 1I1dy_ 1 _1dy
oe 2dọ r+h 2dh'

für die betrachteten geringen Höhen werden wir also roh

erhalten müssen. Die durch den Wert von y definierte Ionisation
müßte also proportional mit der Höhe über der Erdoberfläche wachsen.

Referate. 93

Das Gesetz der Änderung von y mit der Höhe ist uns tatsächlich
vollkommen unbekannt; alles, was wir sagen können, ist, daß y eine
rasch anwachsende Funktion von h ist.!)

Immerhin können wir andeutungsweise sagen, daB beispielsweise
für eine Höhe A = 30 km, r = 6400 km, y von der Größenordnung
0,1 sein müßte. Damit dies der Fall wäre, müßte bei einer Frequenz
F = 150000 (A = 2000 m), n = 160000 sein, und bei F = 50000
(A = 6000 m) müßte n = 16000 sein. Diese Konzentrationen sind für
eine derartige Höhe nicht unwahrscheinlich.

Was nun die Zusammensetzung der Erdatmosphäre anlangt, so
nimmt Eccles an, daß man in ihr drei verschiedene Schichten be-
trachten kann.

1) Dieses unbekannte Gesetz müßte so beschaffen sein, daß es, wenn
die Theorie von Eecles richtig ist, imstande wäre, die Änderung der
empfangenen Energie als Funktion der Entfernung zu erklären.

Den Herren Austin und Cohen ist es gelungen (s. Bull. Bur. of
Stand.. Nr. 3, 1911), diese Änderungen empirisch mit Hilfe der nachstehen-
den Formel darzustellen:

In dieser Formel sind ce und a Konstanten, und es ist ferner
s die Entfernung,
à die Wellenlänge.

Diese Energieabnahme, die dem Quadrate der Entfernung umgekehrt
proportional und mit einer Absorption verbunden ist, welche jener analog
ist, die das Licht erleidet, erfolgt sehr rasch: bei einer Wellenlänge von
5400 m ist das Verhältnis x zwischen den in

830 km, 1660 km und 2490 km
Entfernung empfangenen Energiemengen:
1 : 0,087 : 0,0028.

Die Berechnungen, welche Eccles angestellt hat, zeigen, daB die
scheinbare Anderung der Dielektrizitätskonstanten nach der Theorie schneller
erfolgen muß, als durch die Formel

ı_ e

pa ko on+|
ausgedrückt wird. Nehmen wir an, daß das Gesetz der Ionisierungsände-
rung durch diese letztere Formel ausgedrückt werde, so würden die oben
angegebenen .Ecclesschen Gleichungen gestatten, durch eine Reihe von
JUmformungen, die wir hier nicht wiedergeben wollen, als Verhältnis zwi-
schen den Energiemengen, die in den eben genannten Entfernungen bei der-
selben Wellenlänge von 5400 m empfangen werden, die Werte

1 : 0,103 : 0,0107

= y (Brechungsindex)

zu erhalten.
6 e

84 Referate.

Die obere Schicht, in welcher die Konzentration außerordentlich
stark und die Luft sehr verdünnt ist, verhält sich genau wie die
„leitende Hülle‘ Heavisides; sie wird wie ein Spiegel wirken, an
dem die bis zu ihr gelangenden Strahlen reflektiert werden.

In der mittleren Schicht ist y merklich, obwohl schwach, und
hängt ausschließlich von der Frequenz ab:

_ Anne?
7 Elan Pem’
dabei ist der Koeffizient der inneren Reibung gegenüber (47a Fm) zu
vernachlässigen, da das Gas bereits sehr verdünnt ist.
Es folgt die untere Schicht, in welcher die Glieder mit f vor-
herrschen, und wo infolgedessen y, das klein ist, als Hauptwert
kf?
4 Anm e?
bat. Hier ist:
e = 107? in elektromagnetischen Einheiten,
f= 7.1071? (annähernd),
On F= 1071,
m = 2 x 107?! g,
2a Fm = 2.1071,

In diesem Falle sind 2% Fm und f von derselben Größenordnung
(Frequenz 1000000); bei einer geringeren Frequenz von der Größen-
ordnung, wie sie in der drahtlosen Telegraphie Anwenduug findet, wird
also das Glied mit f in den geringen Höhen, wo der Koeffizient f den
angegebenen Näherungswert besitzt, das wichtigere sein. -~

Wenn die lonisierung von den Sonnenstrahlungen herrührt, so
muß sich offenbar die „Verteilung“ beständig mit der Intensität und
der Neigung der Strahlen ändern, welche die Ionisation erregen. Das
elektrische Leitvermögen des Mediums wird also von der Tageszeit
und der Jahreszeit abhängen: tagsüber muß sich die mittlere Schicht
iu Augenblicke des Durchganges der Sonne durch den Meridian sehr
weit nach unten ausdehnen und muß sich hinterher dann allmählich .
wieder erheben, um während der Nacht in einem nahezu stationären
Zustande zu verharren. Die mittlere Schicht wird also eine den Ge-
zeiten analoge auf- und absteigende Bewegung ausführen.

Während der Nacht verschwindet diese mittlere lonisation mög-
licherweise fast ganz, und der leitende Teil der Atmosphäre konzen-
triert sich vielleicht ganz und gar in der oberen Heavisideschen
Schicht.

Referate. 85

Die Wiedervereinigung der Ionen muß besonders heftig im Augen-
blicke der Dämmerung sein, wo infolge der Drehung des Erdballes
um die Pollinie NS die Intensität der Sonnenstrahlen rasch abnimmt,
um kurz nach Sonnenuntergang vollständig null zu werden. |

Gerade in der Nachbarschaft des zur Verbindungslinie des Erd-
mittelpunktes mit dem Sonnenmittelpunkte senkrechten großen Krei-
ses XX’ muß eine Zone zu finden sein, die Eccles als „Dämmerungs-
zone‘‘ bezeichnet hat, eine Zone, in welcher in den Gebieten der Atmo-
sphäre, welche infolge der täglichen Drehbewegung der Erde nach-
einander durch diese Zone hindurchgehen, sich beständig die Ände-
rungen des lonisierungszustandes vollziehen.

Diese Schicht mit gestörter Ionisation muß nach Eccles wie eine
Art Schirm wirken, der für die elektromagnetischen Wellen um so
undurchlässiger ist, je größer deren Schwingungszahl ist.

Wir sind nunmehr in der Lage, nach dem Vorgange von Eccles
gewisse bei’ der Nachrichtenübermittelung durch die drahtlose Tele-
graphie auftretende Eigentümlichkeiten zu erklären:

1. Die Reichweite der Signale.

Marconi hat im Jahre 1912 angegeben, daß die Nachrichten-
übermittelung mittelst verhältnismäßig kurzer Wellen, wie sie damals
zur Anwendung gelangten, bei Tage und bei Nacht gleich gut von
statten gehe, so lange die Entfernung 800 km nicht überschreite,
dahingegen wurden die Signale bei Tage in Entfernungen von der
Größenordnung 1200 km nicht mehr unterscheidbar, während sie bei
Nacht noch in 3000 bis 3500 km wahrgenommen werden konnten.

Mit Wellen von größerer Länge, nämlich 8000 m, Frequenz un-
gefähr .36 000 in der Sekunde, hat Marconi später in gewissen
Fällen bei Tage ebenso gute, wenn nicht gar noch bessere, Ver-
ständigung erreichen können als bei Nacht.

Es ist weiter bekannt, daß in bergigen Gegenden die Hindernisse
‘ die kurzen Wellen anscheinend leichter hemmen können als die langen,
und es ist gelungen, regelmäßige Verbindungen zwischen zwei durch
Geländeunebenheiten voneinander getrennten Stationen dadurch sicher
zu stellen, daß man die Frequenz der Senderapparate herabsetzte.

Alle diese Tatsachen lassen sich mit Hilfe der Theorie von
Eccles ohne weiteres erklären:

Auf kurze Entfernungen erfolgt die Übertragung unter Vermit-
telung der unteren Schichten der Atmosphäre, und die Frequenz spielt
bei dieser Angelegenheit keinerlei Rolle. Da indessen die Strahlung
eines Luftleiters dem Quadrate der Wellenlänge umgekehrt proportional

86 Referate.

ist, läßt sich die Übertragung mit verhältnismäßig kurzen Wellenlängen
leichter (mit geringerer Leistung) bewerkstelligen.

Auf große Entfernungen erfolgt die Übertragung durch die mitt-
leren Schichten der Atmosphäre, die Strahlen gehen tangential von
der Erdoberfläche aus und bleiben geradlinig, bis sie in die Gebiete
mit zunehmender lIonisierung eindringen, in denen sie sich mehr und
mehr krümmen, so daß sie eine allgemeine Gestalt nach Art von AcB
annehmen, und zwar ist die Krümmung um so stärker ausgeprägt,
je geringer die Frequenz ist.

Um auf geringe Entfernung über Hindernisse hinweg zu ver-
kehren, muß man Wellen von geringer Schwingungszahl und, wenn
man so sagen darf, „tauchende“ aussenden.

>
A

B
Fig. 6. Fig. 7

Bei Nacht ist die Reichweite größer als bei Tage, weil sich die
Schicht mit wirksamer lonisierung in größerer Höhe befindet und in-
folgedessen die allgemeine Krümmung der Strahlen schwächer ist,
einerlei, welche Schwingungszahl sie besitzen.

Bei Tage wie bei Nacht muß es für zwei gegebene Stationen
für jede Verteilung der lonisierung eine günstigste Frequenz geben,
die bald groß und bald klein ist. Diese Tatsache wird durch die
Versuche, die Marconi üher den Atlantischen Ozean hinweg zwischen
Clifden in Irland und Glace Bay in Kanada ausgeführt hat, anschei-
nend bestätigt.

2. Tägliche Schwankungen in der Stärke der übermit-
telten Signale.

Auf jeder Station für drahtlose Telegraphie stellt man fest, daß
die Apparate unausgesetzt arbeiten, selbst wenn kein beabsichtigter
Austausch von Mitteilungen stattfindet, und zwar unter der Einwirkung
natürlicher elektromagnetischer Wellen. Die Aufzeichnung dieser
„natürlichen oder parasitären Signale“ läßt das Vorhandensein we-

Referate. 87

nigstens eines täglichen Minimums erkennen, das im allgemeinen mit
dem Untergange der Sonne an der Empfangsstation zusammenfällt.

Diese verhältnismäßige Lautlosigkeit ist nicht nur bei den natür-
lichen Wellen wahrzunehmen, sondern auch bei den Signalen im eigent-
lichen Sinne, deren Stärke im Augenblick der Dämmerung eine merk-
liche Verminderung zu erfahren scheint. |

Im allgemeinen ist dieses Minimum am leichtesten zu beobachten,
wenn die Empfangsstation auf eine ziemlich große Wellenlänge, von
der Größenordnung 6000 m, abgestimmt ist. Bei kleinen Wellen-
längen, von der Größenordnung 1000 m, ist die Intensitätsänderung
viel weniger beträchtlich. Ä

Diese Erscheinung erfährt eine einleuchtende Erklärung, wenn
wir nach dem Vorgange von Eccles annehmen, daß ihr Bestehen mit
dem Vorhandensein der oben beschriebenen Dämmerungszone in Zu-
sammenhang steht.

Da die Intensitätsänderungen bei großen Wellenlängen besonders
deutlich sind, wie sie im allgemeinen großen Reichweiten entsprechen,
so ist es wahrscheinlich, daß die natürlichen Wellen sehr weit von den
Empfangsstationen entfernt entstehen, und daß sie die Atmosphäre in
großer Höhe durchlaufen. Sie treffen also auf die Ecclessche Däm-
merungszone, welche einen, je nach der Jahreszeit und je nach der In-
tensität der erregenden Sonnenstrahlen, mehr oder minder undurch-
lässigen, mehr oder minder breiten, mehr oder minder hohen Schirm
bildet.

Gerade die Höhe dieses Schirmes unter der Sonne gestattet, die
Verzögerung zu erklären, welche zwischen dem Dämmerungsminimum
und dem genauen Zeitpunkte des Sonnenunterganges besteht; diese
Verzögerung hat im allgemeinen die Größenordnung von 10’.

Eccles leitet weiter aus seiner Theorie und seinen Hypothesen
von der „Schirmwirkung“ der Dämmerungszone die Erklärung für ge-
wisse eigentümliche Erscheinungen her, die bei der Signalgebung über
den Atlantischen Ozean zwischen Glace Bay in Kanada nnd Clifden
in Irland auftreten, und die Marconi in einem Vortrage vor der
Royal Institution zu London am 2. Juni 1911 beschrieben hat. Eccles
zeigt, daß die Zeit des Intensitätsminimums der in Clifden aufgenom-
menen Signale aus Glace Bay, die zwei Stunden gegenüber der Zeit
des Sonnenunterganges in Clifden verzögert ist, mit dem Durchgange
der Dämmerungszone durch einen Punkt zusammenfällt, der zwischen
diesen beiden Stationen liegt, und in welchem die Horizontalebene von

Glace Bay in ungefähr 70 km Höhe über dem Meeresspiegel dahingeht.

88 | Mitteilungen aus der Praxis.

Wir wollen auf diese sehr merkwürdige Theorie nicht weiter
eingehen, ebenso wenig auf die Anwendungen, die Eccles von ihr zu
machen versucht hat. Wir wollen uns vielmehr darauf beschränken,
zum Schlusse noch anzudeuten, daß sie ernstliche Einwendungen wach-
ruft, sowohl was den Wert der Ionisierung in den hohen Schichten
angeht, als auch was gerade die durch die Elektrisierung der Luft
hervorgerufene Geschwindigkeitszunahme betrifft.

Ich würde mich glücklich schützen, wenn die, übrigens recht unvoll-
ständige, Darlegung der Ecclesschen Gedanken, die ich hier gegeben
habe, zu einem Meinungsaustausch anregen möchte, der zweifellos
sehr lehrreich werden würde.

(Nach La Lumière Electrique (2) 25, 449—453, 491—4938, 1914
aus dem Französischen übersetzt von Max Ikle.)

(Eingesandt 15. September 1916.)

Mitteilungen aus der Praxis.

Österr. Feldpost 95, am 22. Nov. 1916. Nachstehend erlaube ich mir
eine interessante Beobachtung zur Kenntnis zu bringen.

Die von mir — auf 1700 m Höhe errichtete Stationsanlage wurde in
der Weise geschaffen — daß ich die Paßhöhe mittels eines 2 km langen

=f nm, ae
Stahldrahtes (4 x 3 m/m) überspannte — und an dasselbe zwei unter-
einanderbefindliche sechsspeichige Schirmantennen hängte. Die absoluten
Höhen der Antennen betragen 110 m, respektive 106 m.

Bei den stärksten auftretenden atmosphärischen Entladungen zeigte
es sich nun — daß, sobald die obere, größere Antenne geerdet wurde —

Mitteilungen aus der Praxis. 89

die Aufnahme mit der unteren, kleineren Antenne anstandslos — mit nur
ganz geringen Störungen — durchzuführen war.

Diese Beobachtung wurde schon des öfteren gemacht, und erlitt der
Empfang mit der kleinen Antenne — selbst in Fällen wo die 1 Amp. Siche-
rungen der großen Antenne durchbrannten — keine Einbuße.

Hauptmann Leodegar Gutmann,
Kommandant der österr.-ungar. Feldradiostation
Nr. 21 — österr. Feldpost Nr. 95.

-—o a nn

Die „Frankfurter Zeitung“ Nr. 327 vom 25. November 1916
bringt folgende Notiz:

‚Unabhängige holländische Ühersee-Telegraphen.

Haag, 24. Novbr. (Priv.-Tel., zf.) Das sozialistische Blatt „Het
Volk“ meldet: Mit Unterstützung verschiedener großer Reedereien wird
die Errichtung einer niederländischen Gesellschaft zur Anfertigung
von Apparaten für drahtlose Telegraphie zum Gebrauch auf
Schiffen in die Wege geleitet. Niederland will sich hiermit sowohl
von der englischen Marconi-Gesellschaft, wie von der deutschen Tele-
funkengesellschaft unabhängig machen. Leitender Ingenieur der neuen
Gesellschaft wird der früher bei der Marconi-Gesellschaft tätig ge-
wesene Ingenieur Tulter sein.

Es tritt in Holland wieder das Bestreben hair sich auch in der
telegraphischen Verbindung zwischen dem Mutterlande und Niederlän-
disch-Indien unabhängig von England und seiner Kontrolle zu
machen. Eine gerade jetzt von dem Sachverständigen de Groot ver-
faßte Schrift kommt zu dem Schluß, daB Indien eine direkte drahtlose
Telegraphenverbindung mit dem Mutterlande haben müsse. Dieses Be-
streben wird umso begreiflicher, wenn man weiß, daß England sogar
eine Kontrolle der niederländischen Regierungstelegramme nach Indien
ausübt und die Chiffrierung dieser Telegramme verbietet.

(Eingesandt 27. November 1916.)

—

Wir entnehmen der E.T.Z., Heft 33, S. 444, 1916 folgenden
Bericht: |
Funkentelegraphie auf Tahiti.
(Journal Telegrapnique, Bd. 40, S. 47 und 144.)
Die französische Regierung hat am 28. XII. 1915 eine Stelle
für drahtlose Telegraphie in Haapape oder Mahina bei Kap Venus
auf der Insel Tahiti (Gesellschaftsinseln) eröffnet. Diese steht mit

90 Mitteilungen aus der Praxis.

Suva (Fidschiinseln) und über Samoa und Awanui (Neuseeland) mit
den Vereinigten Staaten in Verbindung, Von Awanui werden die
Telegramme mittels Kabels nach San Francisco befördert. Die Ge-
bühren sind noch nicht festgesetzt. Wahrscheinlich wird die Wort-
gebühr für die Telegramme von und nach den Vereinigten Staaten
den Betrag von 4,25 M. nicht übersteigen. Es sind Verhandlungen
im Gange, um die Beförderung der Telegramme nach Honolulu über
Tutuila und von da nach San Francisco ausschließlich auf drahtlosem
Wege zu ermöglichen. Auf diesem Wege würde die Übermittlung
schneller und für die Hälfte der jetzigen Gebühren erfolgen können.

Die vorläufig zur Verfügung stehende Energie von 10 KW er-
möglicht eine gute Verbindung mit Tutuila unter Anwendung 600 m
langer Wellen. Die Stelle ist nach der Bauart des französischen
Staates eingerichtet und hat zwei Luftleitertürme von 100 m Höhe.
Sie soll später durch eine bereits im Bau begriffene Großstelle ersetzt
werden, die über eine Energie von 300 KW verfügen und durch einen
Gasolinmotor von 370 KW betrieben werden wird. Für die Groß-
stelle sind 8 Luftleitertürme von 100 m Höhe vorgesehen, die in zwei
parallelen Reiben zu vier aufgestellt werden sollen. Die Türme der-
selben Reihe sollen voneinander 250 m und von der anderen Reihe
200 m entfernt sein. Außer einem Luftleiter für 600 m lange Wellen
ist auch ein solcher für 2500 m Wellenlänge vorgesehen. Die Groß-
stelle soll unmittelbare Verbindung mit Honolulu und wahrscheinlich
auch mit San Francisco, Sydney und mit den westindischen Inseln
Martinique und Guadeloupe erhalten. Bisher hat die neue Stelle noch
keinen amtlichen Namen bekommen. In Vorschlag gebracht sind die
Bezeichnungen: Haapape-, Mahina- oder Kap Venus-Radio. Voraus-
sichtlich wird der Kriegsminister bei der Festsetzung der Gebühren
gleichzeitig den Namen bestimmen. Sie ist 18 km von Papeete ent-
fernt und mit dem dortigen Postamt durch eine Telegraphenlinie ver-
bunden. Die Siedelung steht also nunmehr mit der Außenwelt in
unmittelbarer Verbindung, so daß die Handelshäuser nicht mehr aus-
schließlich auf die monatlich einmal erscheinenden Dampfschiffe an-
gewiesen sind.

Reichweite drahtloser Stationen.

„Japan Advertiser“ meldete am 1. Juli 1916, daß die elektrischen
Wellen von Nauen aufgenommen wurden von der neuen drahtlosen
Großstation der japanischen Marine in Femabashi — Entfernung
ca. 5000 Seemeilen. Ä E.

Mitteilungen aus der Praxis. 91

Norwegische Großstation Üvresaeter.

Die Tageszeitungen berichten von der Errichtung einer neuen
Telefunken-Großstation Övresaeter in Norwegen. Die Mitteilung ist
korrekt, doch müssen wir uns darauf beschränken, anzugeben, daß es
sich um eine Telefunken-Hochfrequenz-Maschinenstation handelt; nähere
technische Angaben können erst nach dem Kriege gemacht werden.

o E
(Eingesandt 20. Februar 1917.)

Der Zeitsignaldienst an Nordamerikas Küsten. ')

Die Übermittelung der Zeitsignale an die auf der Fahrt be-
findlichen Schiffe mittels Funkentelegraphie ist in den Vereinigten
Staaten im Jahre 1905 eingeführt worden. Dieser Dienst, der in-
zwischen erweitert und ausgebaut worden ist, gestaltet sich, wie die
„Elektrotechnische Zeitschrift“ nach ausländischen Fachblättern berichtet,
folgendermaßen: Von den Funkspruchstellen der Atlantischen
Küste, die zu diesem Zweck mit der Seewarte in Washington durch
die Telegraphenlinien der Western Union Telegraphy Company ver-
bunden sind, werden täglich Zeitsignale entsandt. Von 11 Uhr
55 Minuten bis Mittag (Zeit des 75. Längengrades westlich von Green-
wich) wird jeder Schlag der Normaluhr der Seewarte in Form eines
Punktes übermittelt, wobei die 29. Sekunde jeder Minute, die fünf
letzten Sekunden jeder der vier ersten Minuten und die zehn letzten
Sekunden der letzten Minute unterdrückt werden. Um 12 Uhr mit-
tags wird ein Strich gegeben. Gegenwärtig erfolgt die Abgabe der
Zeitsignale an der Atlantischen Küste nur in Arlington, Key West und
New Orleans. Arlington entsendet die Signale zweimal des Tages und zwar
von 11 Uhr 55 Min. bis 12 Uhr mittags und von 9 Uhr 55 Min. bis 10 Uhr
abends. Die beiden anderen Stellen entsenden die Signale nur einmal
von 11 Uhr 55 Min. bis 12 Uhr. An der pazifischen Küste werden
die Zeitsignale von Mare Island, Eureka, Point Arguello, San Diego
(Kalifornien) und North Head (Washington) entsandt. Die Zeit wird
von der Normaluhr der Seewarte in Navy Head auf Mare Island
angegeben. Mare Island entsendet die Signale zweimal täglich, und
zwar von 11 Uhr 55 Min. bis 12 Uhr mittags und von 9 Uhr 55 Min.
bis 10 Uhr abends (Zeit des 120. Längengrades westlich von Green-

1) Nach der „Frankfurter Zeitung“.

92 Mitteilungen aus der Praxis.

wich) North Head, Eureka und San Diego geben das Zeitsignal nur

einmal täglicb, und zwar mit Ausnahme der Sonn- und Feiertage, von

11 Uhr 55 Min. bis 12 Uhr mittags. Arlington und Mare Island

arbeiten mit 2500 m, North Head und San Diego mit 2000, Eureka

mit 1400 und Key West und New Orleans mit 1000 m Wellenlänge.
E.

(Eingesandt 20. Februar 1917.)

anme men a e a

Die „Norddeutsche Allgemeine Zeitung“ (Nr. 37 vom 7. Februar
1917) veröffentlicht folgenden charakteristischen Artikel:

Französische Funksprüche.
(Von unserem Kriegsberichterstatter W. Scheuermann.)

Großes Hauptquartier, im Januar 1917. Von den Auf-
wiegelungsmitteln, die der Entente zu Gebote stehen, um im neutralen
Auslande Stimmung gegen uns zu machen, benützt sie wenige mit so
unermüdlichem Eifer wie die Funksprüche. Ganze Bündel von Druck-
seiten funken täglich Paris, Lyon, mit Poldhu um die Wette, an Ver-
leumdungen und Beschimpfungen gegen uns in die Welt hinaus, soweit
sich die elektrischen Wellen über Meere und Landesgrenzen schwingen,
und wenn man die Mittelmächte tot telegraphieren könnte, exerzierten
die Alpenjäger längst auf dem Tempelhofer Felde.

Unter dem übrigen Stoff, der uns Kriegsberichterstattern während
unseres Aufenthaltes im Großen Hauptquartier West zugänglich ge-
macht wird, erhalten wir auch regelmäßig die ganze Sammlung der
Funksprüche unserer Feinde. Sie haben uns, wie ich gleich anmerken
will, anfangs manche verärgerte Stunde bereitet. Ist es denn möglich,
so fragten wir uns, daB man unser herrliches deutsches Volk mit
soviel Kot und Unrat bewirft, daß man unser heldenmütiges Heer,
Mannschaften und Offiziere, mit soviel Gemeinheiten zu besudeln wagt?
Es wollte uns nicht in den Kopf, wenn wir die feindlichen Um-
fälschungen deutscher Waffenerfolge, deren wir selber Zeuge gewesen
waren, im feindlichen Funkspruche lasen, daß man im 20. Jahrhundert
amtlich und öffentlich so schamlos lügen kann. Aber dieser Ärger
legte sich bald. Der französische Schriftsteller Henry Meilhac hat
einmal sehr hübsch ausgeführt, daß ein großer, anerkannter Schurke
vor den kleinen und Anfängern einen Vorzug habe. Niemand regt
sich mehr darüber auf, daß der Kerl ein Schurke ist, denn man weiß,

Mitteilungen aus der Praxis. 93

das ist sein Beruf. Man verlangt von ihm nur, daß er auf der Höhe
seiner Kunst bleibt, nickt ihm anerkennend zu, wenn ihm Schurkereien
von großem Zuschnitt gelingen, und ist ärgerlich, wenn er seinen Ruf
durch offenbare Ungeschicklichkeiten schädigt. So ist sehr bald unser
Verhältnis zu den anerkannten Erzlügnern und Meisterschurken von
Paris, Lyon, Poldhu geworden. Wir verfolgen ihre täglichen Leistungen
nur noch mit gerecht abwägendem kritischen Interesse; warum soll
die Steigerung der menschlichen Verlogenheit bis zum Höchstmaße
weniger Anspruch darauf haben, als artistische Darbietung gewürdigt
zu werden, als die Künste der Feuerfresser, Schlangenmenschen usw.?!
Wir sind also gerechte, aber strenge Richter. Nach jeder Verlesung
der Funksprüche stellen wir voll Bewunderung fest, daß Lyon den
Rekord im Lügen hält oder gar, daß es sich selbst übertroffen, sich
selbst überlogen hat. Da sparen wir nicht mit Lob, wie wir auch
nicht unsere Enttäuschung verbergen, wenn Lyon seinen schwachen
Tag hat und nur ganz zaghaft und stümpernd schwindelt.e. Wenn man
sich durch den Wust von Verdrehungen und Erfindungen durch-
gearbeitet hat, muß man schon eine kleine Erholung haben, und der
Krieg schafft seltsame Gesellschaftsspiele. ’

Mit dieser heiteren Abfertigung der Funksprüche unserer Feinde
durch den kleinen Kreis von Wissenden, die sich nach ihren Fahrten
an die Front in unregelmäßigen Zwischenräumen im Kriegspresse-
quartier zusammenfinden, ist die Bedeutung eines Unternehmens, das
sich unsere Feinde viele Millionen kosten lassen, nicht erschöpft. Daß
sie durch ihren Nachrichtendienst auf uns Deutsche wirken können,
glauben unsere Feinde selber nicht. Mehr als das: Sie lügen sich
und andern nicht einmal vor, daß sie das könnten. Aber mit größerem
Rechte als jemand vor ihm kann der drahtlose Funke von sich sagen:
Mein Feld ist die Welt! Was er berichtet, was er schwätzt und was
er lügt, das vernehmen in derselben Sekunde die Völker der fünf
Erdteile. Nicht auf uns, sondern auf die Neutralen, die beiseite
Stehenden, die Ohnseitigen, wie das Flämische unser unschönes Leih-
wort „Neutrale“ verdeutscht, auf sie, die keine eigenen Grundlagen
zum Urteilen haben, ist der gewaltige funkentelegraphische Apparat
in erster Linie berechnet. Darum ist es eine ernsthafte Sache, zu ver-
folgen, wie weit die auf diese Weise gegebenen Mitteilungen auf die
„Ohnseitigen“, auf die beiseite stehenden Nationen wirken.

In den Hauptzügen ist das unschwer festzustellen. Man sieht
heute das Flackerfeuer irgendeiner Funkspruchmeldung aufleuchten.
Einige Tage später gewahrt man ihren Widerschein in irgendwelchen

94 Mitteilungen aus der Praxis.

Blättern des neutralen Auslaudes. Da ist es denn sehr befriedigend,
festzustellen, daB der Kreis der auf die neueste Verleumdung ein-
gehenden Blätter sehr klein ist. Freilich, die Entente hat einen Kreis
fester — fast hätte ich gesagt zahlender Abonnenten, während ich
doch eher bezahlte meine. Das sind die festen Abnehmer der Funk-
sprüche der Entente, auf diese Getreuen kann sie unter allen Um-
ständen zählen. Sie prostituieren sich auf telephonischen Anruf. Frei-
lich bedürfte es dazu keiner kostspieligen Funksprüche, da die be-
treffenden Geschäftsführer ohne das jedem Agenten der Entente freudig
aus der Hand fressen.

Dabei darf man aber nicht vergessen, daß mit dem Funkspruch-
apparat wie mit so manchem anderen Versuche der Entente eben nur
ein kleiner Teil der ursprünglichen, in langen Jahren vor dem Kriege
vorbereiteten Hoffnungen in Erfüllung gegangen ist. Die Absicht war
eigentlich eine andere. Wenn der Eiffelturm funkte, sollten die Völker
der Welt gläubig und andächtig lauschen. Von diesem Gesichtspunkte
gesehen, ist die tägliche schweißtriefende Arbeit des feindlichen
Funkerdienstes sogar verhältnismäßig beachtenswert. Denn wir guten
Deutschen, die wir ‘uns immer vorgeworfen haben, wir könnten mit
fremden Völkern nicht umgehen, lernen daraus, welches Universal-
verfahren die englischen Weltbeherrscher und die französischen Meister
der Herzensgewinnung zur Beeinflussung der Neutralen herausgefunden
haben. Die Methode ist sehr einfach nnd läßt sich, nach dem Über-
blick über mehr als zwei Jahrgänge der feindlichen Funksprüche in
folgendes Schema fassen:

Anleitung zur Beeinflussung Neutraler, besonders der Schweizer,
Skandinavier, Holländer, Spanier, Amerikaner (soweit sie bei ihnen .
nötig) durch die Funksprüche der Entente, ausgegeben von Paris,
Lyon, Poldhu. s

1. Grundsätze. Das Begriffsvermögen der neutralen Zeitungsleser
ist einfältig. Es empfiehlt sich daher, mit nur zwei Farben zu arbei-
ten, weiß und schwarz. Alles, was von der Entente kommt, ist weiß
und strahlend. Alles, was wir von und über Deutschland berichten,
ist in die dunkelsten Schattierungen getaucht. |

I. Hauptgrundsatz. Deutschland und seine Verbündeten erringen
nie einen Erfolg. Wo die Tatsachen das Gegenteil erweisen, ist es
wünschenswert, sie totzuschweigen oder in das Gegenteil umzuberichten.

II. Hauptgrundsatz. Die Entente kämpft für Zivilisation, Kultur,
Menschlichkeit, Aufklärung, Gleichheit, Freiheit, Schönheit und Würde
des Menschenlebens usw. (Der Rest der Vokabulatur ist in irgend-

Mitteilungen aus der Praxis. 95

einem Thermidormanifest lückenlos nachzulesen und täglich mindestens
zweimal einem Redner der Entente in den Mund zu legen, gleichgültig,
ob Herr Briand zur Deputiertenkammer, Lloyd George zu einer kir-
gisischen Abordnung oder ein marokkanischer Scheich zu den fran-
zösischen Subventionsüberbringern redet. Falls kein Thermidormanifest
zur Hand, findet sich die vollständige Vokabulatur in dem Buche
„Die menschliche Tragikomödie“ von Johannes Scherr, das im übrigen
wegen hervorragender Bochigkeit zu Ententefunksprüchen nicht ge-
. eignet ist.)

2. Leit- und Lehrsätze.

I. Jede Woche mindestens einmal müssen die belgischen Greuel
erneuert werden. “ Löwen eignete sich dazu nur vor dem Besuche
durch zahlreiche Neutrale. Aber es gibt zahllose kleinere Orte in
Belgien, die noch der Erschließung harren.

Il. Die Ausquartierung und der Arbeitszwang für die Bevölke-
rung im besetzten Frankreich soll, obwohl das Material zur Über-
sättigung erschöpft ist, mindestens jede Woche einmal in aufreizender
Form wachgerufen werden,

II. Es ist sehr wünschenswert, daß die herzlichen Bundes-
genossenbeziehungen der Entente eine möglichst persönliche Hervor-
hebung Tag für Tag erfahren. Wenn daher ein Pariser Vorstadt-
schauspieler stirbt, so ist nach einem beiderseitigen Abkommen der
französischen Nation das tiefgefühlte u nun: der edlen
englischen Nation auszudrücken und umgekehrt.

IV. Sehr wichtig ist: Jeder Mensch, gleichviel welcher Art und
welchen Berufes, der sich irgendwie unfreundlich gegen Deutschland
äußert, ist mit dem schmückenden Beiwort „berühmt“ zu bezeichnen.
Dies ist wichtig und unerläßlich.

Dies etwa ist das System, wie ich es nach genauer Prüfung
herausgefunden habe, und ich bin bereit, jederzeit an der Hand von
beliebig viel Bänden feindlicher Funksprüche den Beweis für die >=
falt meiner Beobachtungen anzutreten.

. Man wird einwenden, daß das System jeder Idiotenschule aus-
führlicher und verwickelter ist als diese Anweisung, durch welche die
Meinung der hochentwickelten Völker der heutigen Welt durch den
Nachrichtendienst der Entente geknetet und geknebelt werden soll.
Aber an der Tatsache kann ich nichts ändern. Ich kann nur sagen:
Wir Deutschen waren niemals so vermessen, zu glauben, daß wir die
ganze Geistesrichtung von hochentwickelten Völkern, deren literarisches
und künstlerisches Schaffen wir bewunderten,: mit zwei Grund- und

96 Mitteilungen aus der Praxis.

vier Leitsätzen, die irgendein Kanzlist auswendig lernt, beeinflussen
zu können uns anmaßten. Das aber ist die Praxis der Entente. Ich
fordere jeden Neutralen auf, der den Funkspruch der Entente kennt,
mir nachzuweisen, daß ich in einer Zeile zu viel behauptet habe. Wir
wollen die Funksprüche der Entente, mit denen sie euch eure Mei-
nungen vorschreiben wollte, seit dem August 1914 bis zum Januar
1917 durchgehen, und ich warte auf den Nachweis der ersten Zeile,
die nicht in das von mir aufgestellte Lehrsystem einer Blöden-
schule paßt.

Aus vielen tausend Beispielen könnte ich Bände von Witzblättern
machen. Ich könnte von jenem ersten Funkspruch, der meldet, daß
Bayern und Sachsen Preußen den Krieg erklären wollten und das
Königreich Westfalen sich revolutionär selbständig mache, bis zu der
treuherzigen Meldung der braven Engländer, deutsche Flieger würfen
mit Cholerabazillen verseuchte Talgkerzen auf die russischen Reserve-
lager, eine lange Liste schreiender feindlicher Schwindeleien aufstellen,
die einen Jahrgang deutscher Witzblätter füllen könnten. Aber wir
wollen gelassen sein und uns beispielsweise an den gestrigen Tag halten.

Gestern lese ich (nach meinem System deutsch zwei, römisch IV,)
folgendes, nachdem schon kürzlich der „berühmte“ argentinische Zahn-
arzt Salpetrio Montez eine beifällig aufgenommene Rede gegen Deutsch-
land gehalten hat:

Funkspruch: Paris, 29. Januar 1917, 4 Uhr 30 Min. nachm.
Spanien. Im Palacehotel in Madrid fand gestern ein Bankett der
anti-deutschfreundlichen Liga statt, bei dem der berühmte Schriftsteller
Miguel Unamuno (?) den Vorsitz führte. Ihm wohnten mehrere hun-
dert Personen bei. Unter lebhaftem Beifall feierte der Vorsitzende die
Entente. Wenn bei den zukünftigen Friedensverhandlungen Spanien
eingreifen werde, so werde es das hoffentlich im Geiste der Wilsonschen
Note tun.

Also sprach Paris, und wir alle waren schwer erschüttert. Aber
vier Stunden später meldete sich Lyon, Lyon, das nach unseren Er-
fahrungen keinen Befehl hat, sachlich zu sein, sondern Paris nur mit
geistvollen Clownsprüngen beizustehen. Und dieses Lyon ließ sich
vernehmen: |

Lyon, 29. Januar 1917, 7 Uhr 40 Min. nachmittags. Spanien.
Aus Madrid wird gemeldet, daß gestern ein Essen der Antideutschen
Vereinigung stattfand mit dem großen Schriftsteller Miguel Unamano (?)
als Vorsitzendem und über 100 Personen. Alle Tischgenossen haben
der Rede des Vorsitzenden lebhaften Beifall gespendet.

. H, Eales. Patentschau. 97

Bums! Ja, deutscher Leser, da staunst du, ich auch. Ich habe
ein Kulturgewissen, und dieses trieb mich, nachzusehen, wer der ‚„be-
rühmte“, wer der „große“ Schriftsteller Unamuno (?) (Paris) oder
Unamano (?) (Lyon) sei. Einer von beiden muß zu finden sein. Ich
schlug im großen Larousse nach. Da gab es weder den Großen
Unamuno noch den berühmten Unamano. Ich sah in den Supple-
menten nach. Er war nicht za finden Deutscher Barbar, dachte ich,
dir fehlt es am Wahren. Und ich fuhr auf die Departementshaupt-
bibliothek, fand einen spanischen Literaturkalender von 1914, aber
weder Unamuno den Großen, noch Unamano den Berühmten. Als ich
die Namen nannte, lachte der alte französische Bibliothekar, was mich
verdroß, denn wir Deutschen kennen doch — von Herder und Tieck
bis auf Johannes Fastenrath das spanische Schrifttum besser als irgend-
ein Romane.

Da kam mir ein schwarzer Verdacht. „Unamuno“ oder so ähn-
lich muß auf spanisch „einstimmig“ heißen. Die 100 Freitischgäste
im Madrider Palacehotel haben „einstimmig“ die Rede des Redners
gegen antideutsche Empfindungen aufgenommen. ‚Unamuno“ oder so
ähnliche Telegraphiefehler sind im Kriege häufig, und von der Wahr-
heit steht so wie so nichts da, weder in den Grund- noch in den
Leitsätzen der Entente.

Und mein Verdacht wurde schwärzer als Tintenschwarz, Unamino,
Unamuno, Unamininu, der große, der berühmte Schriftsteller, er ist
ein ganz naher auf die Dummheit der Neutralen rechnender Vetter
des Generals Staff, Exzellenz von 1870.

(Eingesandt 20. Februar 1917.)

Patentschau.
Von H. Eales.

Charles M. Green in Lynn, Essex, Staat Massachusetts in den
Vereinigten Staaten von Amerika, beschreibt in der amerikanischen
Patentschrift 996580 ein Verfahren und eine Anordnung für Vielfach-
telegraphie mit elektrischen Wellen, wobei Mehrphasenströme zum Laden
von Kondensatoren verwendet werden und eine der Anzahl der Phasen
entsprechende Zahl von Nachrichten gleichzeitig mit derselben Antenne
ausgesandt werden kann. In Fig. 1 ist eine solche Anordnung dar-
gestellt und zwar unter Zugrundelegung eines Dreiphasenstromes als

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. T

98 H. Eales.

Speisestrom, so daß also hierbei drei verschiedene Nachrichten gleich-
zeitig übermittelt werden können. Es ist jedoch klar, daß bei Ver-
wendung eines n-Phasenstromes n verschiedene Nachrichten gleichzeitig
mit derselben Antenne übermittelt werden können. In Fig.1 bezeichnen
Lọ La und L, die drei Leitungen des Dreiphasenspeisestromes; an
Jode Phase diese Dreiphasenstromes sind die Primärwicklungen ppp
der Transformatoren der drei Sendesysteme A. B und C angeschlossen.
e “E |
I
ars OI á TITELN

w u

t q

q
N Sy EJA S

Fig. 1.

In die Primärkreise sind ferner die induktionsfreien Widerstände rrr
eingeschaltet und parallel zu diesen liegen die drei Morsetaster kk k.
In die Stromkreise der Sekundärspulen sss, in denen höhere Span-
nungen indiziert werden, sind je zwei Induktanzen či, zwei rotierende
Stromschließer S, S, bezw. S, S, und S, S, und ein Kondensator C,
C, bezw. C, in Hintereinanderschaltung geschaltet. Ein Leiter d ver-
bindet die einen der beiden Belegungen dieser Kondensatoren mit-
einander, während die anderen Belegungen je über einen der rotierenden
Stromschließer S,', S; bezw. ©’ und die Leiter uuu mit der Selbst-
induktionsspule Z verbunden sind, deren eines Ende durch den Leiter e

Patentschau. 99

mit der Erde bei @ und deren anderes Ende mit dem Luttleiter ver-
bunden ist. Außerdem ist die gemeinsame Verbindungsleitung d der
Kondensatoren über den Leiter f ebenfalls an Erde und an einen ro-
tierenden, allen drei Sendesystemen gemeinsamen Stromschließer Sg
gelegt. Jeder der genannten rotierenden Stromschließer S, S, S, S,
S,, S, und S, besitzt einen umlaufenden Teil q und zwei feststehende
Teile £ Mit Ausnahme des gemeinsamen Stromschließers Sy besteht
der umlaufende Teil jedes anderen Stromschließers aus einem zwei-
flügeligen Stromschlußteil; beim gemeinsamen Stromschalter S, dagegen
besteht er aus einem sechsarmigen Sternrad. Die feststehenden Teile
der Stromschließer $,, S, und S, bestehen aus kreisbogenförmigen
Metallstreifen, die je einen Viertelkreisbogen umfassen, während bei
den übrigen Stromschließern diese feststehenden Teile nur einfache
schmale Metallstreifen oder Spitzen darstellen. Die Teile rotieren so
dicht aneinander vorbei, daß die hochgespannten Lade- bezw. Ent-
ladeströme zwischen ihnen übergehen können. Die umlaufenden Teile
aller dieser Stromschließer werden synchron mit der Periodenzahl des
Dreiphasenstromes angetrieben und die Rotoren der zu der gleichen
Sendestelle A, B, bezw. C gehörigen Stromschließer sind in einen
Winkel gegen einander versetzt, der der Phasenverschiebung des Wechsel-
stromes entspricht, bei dem dargestellten Falle des Dreiphasenstromes
also um 60° bezw. 120%. Um die synchrone Rotation zu erzielen,
sind die umlaufenden Teile der Stromschließer mit der Welle des
Mehrphasenstromerzeugers direkt gekuppelt. Bei der in Fig. 1 dar-
gestellten augenblicklichen Lage der Stromschließer sind bei der Sende-
station A die Stromschließer S, S, offen, der Ladekreis des Konden-
sators C, also unterbrochen, während der Entladekreis des zugehörigen
Kondensators C, über d f S e Iut S; geschlossen ist. Bei den Stationen
B und C dagegen sind die Ladekreise der Kondensatoren C, und C,
bei S, S, und S, S, geschlossen, dagegen die Entladestromkreise dieser
Kondensatoren bei Sy und S, unterbrochen. Wenn die Drehung der
Stromschließer im Uhrzeigersinne erfolgt, so wechselt in zyklischer
Reihenfolge AUBA ... die dargestellte Schaltung und es erfolgt also
in zyklischer Reihenfolge das Laden der Kondensatoren C, C, und C,
und deren Entladung, letzteres aber entsprechend den verschiedenen

‘ Anschlüssen der Leiter u an verschiedenen Stellen der Autotrans-

formatorenspule / mit zyklisch wechselnden Schwingungszahlen. Diese
können in weiten Grenzen von einander. verschieden gewählt und be-
liebig eingestellt werden, und man kann daher, indem jeder Telegraphist
einen der Morsetaster k k k bedient, gleichzeitig verschiedene Nachrichten

100 H. Eales.

mit verschiedener Wellenlänge nach verschiedenen Empfangsstationen
senden. Der gemeinsame Stromschließer © ist nicht unbedingt er-
forderlich, er ist nur günstig insofern, als dadurch die Kondensatoren
während der Ladeperioden von der Erde abgeschaltet werden und nur
während der Entladezeiten an Erde gelegt werden. Man könnte den
Stromschließer S, z. B. auch dureh den Schalter % und die Leitung k
kurzschließen. Die Widerstände rrr in den Primärkreisen der Sender
sind so groß gemacht, daB diese Stromkreise nur sehr schwache Ströme
aufnehmen, solange die Morsetaster kkk geöffnet sind, und daß daher
die ausgestrahlten Wellen so schwach sind, daß die Empfangsstationen
nicht ansprechen. Beim Niederdrücken des oder der Taster wird der
zugehörige Widerstand kurzgeschlossen und dann starke elektrische
Wellen ausgesendet. Da ferner jeder der Sender A BC ausschließlich
von einer der Phasen gespeist wird, völlig unabhängig von den anderen
Phäsen, und da ferner die von jedem Sender erzeugten Entladungen
beliebig weit voneinander verschiedene Wellenlängen besitzen können,
so ist es klar, daß alle Sender gleichzeitig arbeiten können, ohne sich
irgendwie zu stören. Die Frequenz des Primärwechselstromes braucht
nicht hoch zu sein, da z. B. noch bei Frequenzen von unter 25 pro
Sekunde jedem Sender der Speisestrom 25 mal in der Sekunde zur
Verfügung steht und zwar jedesmal !/,, Sekunde lang. Dies ist für
gewöhnlich genügend, indessen können auch viel höhere Frequenzen
für den Primärstrom genommen werden.

Egbert von Lebel in Berlin-Wilmersdorf beschreibt in der
Schweizerischen Patentschrift 72778 ein Verfahren zur Erzeugung
schneller elektrischer Schwingungen
aus Gleichstrom, bei dem ein Kon-
densator (1 in Fig. 2) über einen Block-
kondensator (3) und Funkenstrecken
(4, 4) periodisch entladen wird. Im
Gegensatz zu anderen bekannten der-
artigen Anordnungen besteht das
Wesen dieses Verfahrens darin, daß
man den Kondensatoren 1 und 3 des Kondensatorenpaares Kapazi-
täten gleicher Größenordnung verleiht und zugleich den Speise-
kreis mit Rücksicht auf den Rhythmus der Funkenfolge derart ab-
stimmt, daß die im Augenblick der Zündung hintereinandergeschalteten
Kondensatoren des Paares eine resultierende Zündspannung ergeben,
die. doppelt so groß ist wie die Speisespannung. Zu diesem Zweck
werden in dem Speisestromkreis variable Selbstinduktionen (7) gė-

Fig. 2.

Patentschau. 101

nügender Größe gelegt und bei gegebener Rotationsgeschwindigkeit der
Umladevorrichtung die Selbstinduktion soweit gesteigert, daß sich die
kritische Wellenlänge A, oder aber eine größere A, + AA für die
Ladefrequenz ergibt. Unter dem Begriff „kritische Wellenlänge“ ist
hier (siehe das Diagramm der Fig. 3, welches den Verlauf der Konden-
satorspannung darstellt) gemeint, daß die Wellenlänge der Speise-
schwingung im Kreise 2, 6, 7,1, 7,6, 2 (Fig. 2) so gewählt wird,
daß diese im Augenblick der Zündung der Funkenstrecken 4, 4 gerade
ihren ersten Scheitelwert e, erreicht hat. Nach dem oszillatorischen
Ausgleich sinkt die Spannung des Kondensators 1 nicht mehr auf
Null, sondern nimmt den Wert der Ausgleichsspannung V an, so daß
das Diagramm Fig. 3 während des Betriebes in das Diagramm Fig. 4
übergeht. -Der Speisekreis muß also immer der Tourenzahl der Um-

schaltvorrichtung entsprechend abgestimmt sein. Diese Abstinumung
ist durch Einstellung einer genügend großen Selbstinduktion leicht zu
erreichen, da: man auf die genaue Abstimmung der kritischen Wellen-
länge A, nicht angewiesen ist, sondern auch eine größere Wellenlänge.
wählen kann. Denn auch in diesem Falle tritt Gleichgewicht ein,

nicht aber bei kleineren Wellenlängen. .

Der der Stromquelle entzogene und dem Hochfrequenzkreis 'ZU-
geführte Effekt berechnet sich bei richtiger Kuppelung nach der Formel
2

er en Watt, wobei c die resultierende Kapazität beider Konden-
satoren (in Mikrofarad), Æ die Speisespannung (in Kilovolt) und n die
Zahl der Umladungen pro Sekunde bedeutete. Wenn der Speisekreis
genau auf die kritische Wellenlänge A, eingestimmt ist, kann es, da
kleine Unregelmäßigkeiten im Rhythmus der Umschaltungen oder der
Speiseschwingungen sich nicht immer vermeiden lassen, nützlich sein,
einen kleinen, dem Grade solcher Unregelmäßigkeiten angepaßten Be-
ruhigungswidorstand 6, 6 in Fig. 2 einzufügen, der die Speiseschwing-
ungen etwas dämpft und dadurch die Abstimmung gegen Ungenauig-
keiten unempfindlicher macht. Es ist aber, wie bereits erwähnt,
vorteilhafter, eine größere Wellenlänge A, + AA zu wählen, wodurch

102 H. Eales.

die Einstimmung von vornherein unempfindlicher wird; in diesem Falle
ist die Anordnung zusätzlicher Widerstände unnütz und zu vermeiden.
Man kann auch zu einer für die Praxis vollkommen ausreichenden An-
näherung kommen, wenn man in den Speisekreis Selbstinduktionsspulen
legt, die so groß sind, daß sie den Speisestrom für die Zeiträume
der Funkenfolge nahezu konstant halten. Diese Spulen, sogenannte
Beharrungsspulen, in Fig. 5 mit 15 bezeichnet, sind große eisen-
geschlossene Selbstinduktionsspulen von der Form normaler Transforma-
toren. Für den Fall, daß die Selbstinduktions- und Dämpfungsver-
hältnisse der Stromquelle so groß sind, daß eine Abstimmung auf die
kritische Wellenlänge nicht mehr möglich wäre, ist es zweckmäßig,
der Speiseleitung einen dritten Kondensator von viel größerer Kapazität
parallel zu schalten, der die Stromquelle bzw. das Netz von den Lade-
schwingungen entlastet. Vorteilhaft ist es durch Verwendung geeigneter

Funkenstrecken 4, 4 und gegebenenfalls durch Vorschaltung von Funken-
strecken (8 Fig. 5) von wenigstens angenähert der gleichen Löschcha-
rakteristik wie die Umschaltfunkenstrecken 4,4 zu bewirken, daß jeder
Funken schon nach der ersten Halbschwebung zum Erlöschen kommt
und dabei die Wellenlänge der Speiseschwingung so groß zu wählen,
daß der Speisestrom für Zeiträume von der Größenordnung der Funken-
folge ganz oder angenähert konstant bleibt. In den meisten Fällen
ist es nicht zweckmäßig, den Blockkondensator 3, wie es in Fig, 2
und 5 der Einfachheit halber dargestellt ist, mit den rotierenden Elek-
troden unmittelbar zu verbinden und den Kondensator mitrotieren zu
lassen; man wird vielmehr den Strom von den Elektroden über Schleif-
ringe und Schleifbürsten hinweg zu dem ruhend angeordneten Block-
kondensator führen. Man kann auch nach Fig. 6 ruhende Segment-
elektroden 12, 13 anordnen und die Umschaltung des Blockkonden-
sators durch rotierende Schaltelektroden 14 bewerkstelligen. Anwendbar
sind auch Umiladevorrichtungen, bei denen die Stromwendung durch
künstliche Zündung bzw. Zündverhinderung eingeleitet wird, indem
die ruhenden Umischaltelektroden durch künstliche Hilfszündung wechsel-

Patentschau. 103

weise überbrückt werden. In Fig. 7 ist eine solche Anordnung dar-
gestellt. Durch einen nicht gezeichneten Hilfszündkreis werden wechsel-
weise die Elektrodenpaare 10/10 und 11/11 gezündet. Man erkennt ohne
weiteres, daß hierdurch der Blockkondensator 8 periodisch umgeladen
wird. Die rotierende Umladevorrichtung läßt sich auch mit der künst-
lichen Zündung kombinieren, wenn man den Entladekreis so einrichtet,
daß die Kondensatorspannung auch in der Umschaltestellung noch nicht
die Entladung einzuleiten vermag; man kann dann durch zusätzliche,
im Rhythmus der Umschaltungen einsetzende Hilfsspannungen den os-
zillatorischen Ausgleich mit großer Präzision an beliebiger Stellung
der Umschaltelektroden, nicht nur in der Stellung ganz oder angenäherter
Kantendeckung erfolgen lassen. Man kann endlich das beschriebene
Verfahren bei hohen Leistungen dahin erweitern, daß zwei oder mehr
Kondensatorenpaare statt eines einzigen angeordnet werden, und zwar

Fig. 6. | Fig. 1.

so, daß die Kondensatoren 1 in Parallelschaltung geladen und über
die Blockkondensatoren 3 in Serienschaltung entladen werden. In
Fig. 8 ist ein diesem Prinzip entsprechendes Schema für zwei Konden-
satorenpaare beispielsweise dargestellt. Ganz ähnlich läßt sich natürlich
die Anordnung auch für drei oder mehr Kondensatorenpaare treffen.
Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei Rotation der synchron laufenden,
etwa auf gemeinsame Welle sitzenden Umiladevorrichtungen 3, 3,
die Kondensatoren 1, 1, im Rhythmus der Funkenfolge wechselweise
über die Beharrungsspulen 15, 15, in Parallelschaltung geladen und
über die Blockkondensatoren 3, 8, in Serienschaltung entladen werden.
Man kann auf diese Weise bei einer Anordnung ‚von m-Kondensator-
paaren die im Schwingungskreis herrschende Gesamtzündspannung im
Vergleich zur einfachen Anordnung auf den m-fachen Betrag steigern.
Da ein jedes Kondensatorenpaar eine Zündspannung ergibt, die doppelt
so groß ist, wie die Speisespannung, so wird hier die Gesamtzündspannung
gleichfalls auf den m-fachen Wert der doppelten Speisespannung steigen.

WichiTorikata, Eitaro Yokoyama und Masajira Kitamura,
sämtlich in Tokio, Japan, beschreiben in der französischen Patent-

104 H. Eales.

schrift 444117 und in der britischen Patentschrift 10823 v. J. 1912
die Verwendung besonderer Materialien als Elektroden für Entladungs-
strecken zur Erzeugung elektrischer Schwingungen. Nach ihren Unter-
suchungen ist es besonders günstig, für die Elektroden Silicium, Ferro-
silicium, Karborundum, Bor oder Mineralien, wie z. B. Graphit, Meteor-
eisen, Magnetit, Eisenpyrit, Kupferpyrit, Molybdänit, Marcasit oder ge-
diegenes (natürliches) Kupfer zu verwenden, und zwar soll die eine
Elektrode aus diesen Mineralien und die andere aus Metall bestehen.

| Ir
| 3 s
Sr!
ww |
aŠ S:
. S =
VER

Fig. 8.

Die Verwendung dieser Materialien soll besonders deshalb günstig sein,
weil keine Kurzschlüsse trotz engster Einstellung der Elektrodenent-
fernung und kein Abbrand der Elektroden eintritt. Um die Entladungen
konstant zu halten, sollen die eine oder beide Elektroden in Bewegung
erhalten werden.

Dieselben drei Erfinder beschreiben in der französischen Patent-
schrift 467576 und in der britischen Patentschrift 1939 v. J. 1913
eine Anordnung, um diese beständige Bewegung der Elektroden selbst-
tätig auszuführen und dadurch die Entladungen selbsttätig in Gang
zu setzen und beständig zu unterhalten, so daß bei den geringen Elek-
trodenentfernungen etwaige Deformationen der Elektroden keine schäd-
lichen Wirkungen auf die Konstanz der Schwingungen ausüben können

Patentschau. 105

und die Schwingungen so gleichförmig werden, daß sie auch für die
Zwecke der drahtlosen Telephonie verwendbar sind. Fig: 9 zeigt diese
Anordnung. C und D sind die Speiseleitungen einer Gleichstromquelle,
R ein Vorschaltwiderstand, F' eine Vorschaltdrosselspule, H ein Konden-
sator, LM ein Schwingungstransformator, A ein bei E geerdeter
Luftleiter, T ein Mikrophon, W ein Elektromagnet mit den beiden
Ankern O und I, von denen der erstere als Anlasser und der andere
zum Einstellen der Elektrodenentfernung der Entladungsvorrichtung

dient. Z ist ein Metallkontakt auf dem Anker O und N ’ein-fest-
stehender Metallkontakt, gegen den der Kontakt Z sich anlegt; G endlich
ist die Funken- oder Entladungsstrecke mit den Elektroden. Die An-
ordnung wird so eingestellt, daß die Elektroden der Entladungsstrecke
G in mechanischer Berührung sind oder nur ‘einen sehr kleinen Ab-
stand voneinander besitzen, und daß die Elektroden ZN der Anlaß-
vorrichtung sich berühren. Wird dann der Speisestrom CD einge-
schaltet, so fließt ein Strom auf dem Wege DFWOZNRC, jedoch
nicht auf dem Wege DFWIGRC, da die Elektroden bei @ einen
großen Übergangswiderstand besitzen. Der Elektromagnet W soll- so
bemessen sein, daß in dem Augenblick, wo ein Strom auf dem Wege
DFWOZNERC fließt, der Anker mit dem Kontakt Z angezogen

106 H. Eales.

wird. Dann wird der Stromfluß bei ZN unterbrochen und dadurch
infolge der Induktanz des Elektromagneten W und der Drosselspule F
eine Überspannung erzeugt, die eine Entladung bei @ einleiten, d. h.
einen Lichtbogen zünden, wodurch dann in dem Schwingungskreis
HMG Schwingungen erzeugt werden. Solange dieser Vorgang der
Schwingungserzeugung dauert, ist der Anker O vom Magneten W
dauernd angezogen und der Stromkreis bei Z N unterbrochen. Gleich-
zeitig wird durch den anderen Anker Z die Elektrodenentfernung der
Lichtbogenentladungsstrecke G entsprechend einreguliert. Reißt jedoch
der Entladungsvorgang aus irgend welchen Gründen ab, so wird der

E
Fig. 10.

Elektromagnet W stromlos; dann wird der Stromkreis bei ZN wieder
geschlossen und die Anlaß- bzw. Zündvorrichtung tritt wieder in
Tätigkeit.

H. Shoemaker in Jersey (New-Jersey, V. St. A.) beschreibt in
der amerikanischen Patentschrift 921293 die in Fig. 10 dargestellte
„Schaltungsanordnung zur Schwingungserzeugung, deren Zweck vor
allem darin besteht, sehr große Energiemengen in Schwingungen von
sehr hoher Frequenz umzusetzen und trotzdem die Verwendung hoher
Speisespannungen und die Bildung von Kurzschlußlichtbögen an der
Entladungsstrecke zu vermeiden. In Fig. 10 ist A der bei E geerdete
Luftleiter, in den die Spule L des Primär- oder Stoßkreises eingeschaltet
ist. @ ist dessen Funkenstrecke und KK, sind Kondensatoren, von
denen der eine K von der Sekundärwicklung S des Speisestromtrans-
formators P S gespeist wird. Die Primärwicklung dieses Transformators

Patentschau. 107

liegt im Stromkreis der Wechselstrommaschine G; K ist der Morse-
taster. Die Kondensatoren KK, sollen zweckmäßig von gleich großer
Kapazität sein, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Da im
Schwingungskreis L, KK, die Kondensatoren K K, hintereinanderge-
'schaltet sind, so ist bei gleicher Größe der beiden Kondensatoren die
wirksame Schwingungskreiskapazität nur halb so groß wie jeder einzelne
Kondensator. Da nun nur der eine Kondensator K an der Speise-
spannung S liegt, so wird er bei einer bestimmten Speisespannung
doppelt so viel Energie aufspeichern, als wenn die Speisespannung an
beide Kondensatoren in Hintereinanderschaltung in den Speisekreis
gelegt wäre. Die Entladungsfrequenz dagegen im Schwingungskreis

F
Fig. 11.

KK, L, ist wegen der verringerten Gesamtkapazität wesentlich höher
als wenn der Kondensator K, nicht vorhanden wäre. Zweckmäßig soll
die Kapazität K mit der Sekundärspule S auf Resonanz mit der Fre-
quenz des Speisewechselstromes abgeglichen sein, so daß der Konden-
sator K auf wesentlich höhere Spannungen infolge der Resonanz-
erscheinungen des Ladestromes geladen wird. Zu bemerken ist noch,-
daß der Kondensator X, als Kurzschluß- und Lichtbogenverhinderung
für die Entladungsstrecke g wirkt, und daß dadurch die Funkenent
ladung bei g vollkommen stoßartig und ohne jede Lichtbogenerscheinung
vor sich geht. Beim Niederdrücken des Morsetasters K wird zunächst
der Kondensator K geladen und dann entlädt er sich über g L K, mit
sehr hoher Frequenz. Anstelle der Schaltung nach Fig. 10 kann auch
die Anordnung nach Fig. 11 getroffen werden, wo drei Kondensatoren
KK, K, vorhanden sind, und entweder die beiden Kondensatoren KK, ,

108 H. Eales.

oder, wie gestrichelt dargestellt (Leitung a) nur der eine Kondensator
K an der Speisespannuug liegt. |

Jules-Ren& Prochasson beschreibt in der französischen Patent-
schrift 445639 eine Hochfrequenzmaschine für drahtlose Telegraphie
und Telephonie. Diese Hochfrequenzmaschine enthält einen nach Art
des Ankers einer Gleichstrommaschine gewickelten und angeordneten
Anker, bei dem nur der Kommutator weggelassen ist; diese Anker-
wicklung ist an einer Stelle unterbrochen und von diesen beiden. Enden
dieser Ankerwicklung wird der Hochfrequenzstrom entnommen. ‚Wenn
die Wicklung aus v in Serie liegenden Spulengruppen -gebildet wird.
wobei die Spulen jeder Gruppe in Parallelschaltung liegen, und wenn
die Anzahl der vollen Fluxschwankungen im Interferrikum n beträgt,
so zeigt die Rechnung, daß in den verschiedenen Leitern die elektro-
motorischen Kräfte der Grundschwingung sich gegenseitig aufheben,
desgleichen diejenigen aller Harmonischen, mit’ Ausnahme derjenigen,

deren Ordnungszahl gleich K- -e ist, wo K eine ganze Zahl und d

der größte gemeinschaftliche Divisor von » und v ist. Für diese
letzten Harmonischen heben sich die elektromotorischen Kräfte nicht
auf, sondern addieren sich vielmehr und man kann einen Strom ent-

, Nenv, paii
nehmen, dessen Grundschwingung F = te ist, wobei wie vorher

d der größte gemeinschaftliche Divisor von n und v ist und N die
Anzahl der Umdrehungen der Maschine in der Sekunde bedeutet. Ein
Spezialfall der beschriebenen Anordnung ist offenbar der, daß man
die verschiedenen Phasen einer Wechselstrommaschinenwicklung in
Serie schaltet. Wenn K die Anzahl der Phasen bedeutet, so ist
die Frequenz des erzeugten Hochfrequenzstromes F=N.n-K, und
die. erzeugte elektromotorische Kraft ist E = K. E, wobei Æ, die
elektromotorische Kraft jeder Phase für die Harmonische von der
Ordnungszahl K der Wechselstrommaschine ist. Man ordnet die Anker-
wicklung so an, daß die gewünschten Harmonischen so viel als mög-
lich zur Ausbildung kommen, und man gibt zu diesem Zwecke den
Polstücken eine bestimmte Breite, die sich bestimmt nach der Polteilung
(Abstand von Achse zu Achse zweier gleichnamiger aufeinanderfolgender
Pole) und bemißt die Dicke des Interferrikums unter den: verschiedenen
Teilen der Pole entsprechend. Auch ist zu demselben Zwecke der
Anker mit einer geeignet bemessenen Zahnung versehen. Wenn man
wünscht, Ströme von sehr hoher Frequenz zu erhalten, so wird man
große Umfangsgeschwindigkeiten anwenden und dann ist es zweckmäßig,

Patentschau. 109

die Anordnung so zu treffen, daß die beiden Wicklungen des Ankers
und des Feldes feststehend angeordnet sind und daß die Induktions-
schwankungen einzig und allein durch die Rotation eines Eisenrades
erzeugt werden. Fig. 12 und 1 ee

13 zeigen beispielsweise eine
solche Anordnung. Der Anker
besteht. aus einem feststehend
angeordneten Ring 1 aus ge -.
blättertem Eisen, auf dem die
Ankerwicklung 5 aufgewickelt
ist. Diese ist an einer Stelle
unterbrochen und die beiden
Enden sind zu den Endklemmen
a und b geführt, von denen der
Hochfrequenzstrom abgenommen
wird. Der Induktor besteht aus
zwei Scheibeü 2 und 3, die auf
demselben Eisenkern 4 in der
Mitte befestigt sind; dieser Teil
ist auf einer Welle 6 befestigt, Fig. 12.

die in Lagern 7 läuft und auf

beliebige Weise in Umdrehung versetzt wird.. Die Scheiben 2
und 8 tragen Polstücke, die, wie Fig. 13 zeigt, gegeneinander ver-
setzt angeordnet sind. Die Erregung erfolgt durch die Wicklung 8,

SLILLLLLLLE

LLES
fi

Fig. 13.

die durch Gleichstrom gespeist wird. Diese Wicklung 8 umgibt den
sich drehenden Kern 4, bleibt jedoch selbst unbeweglich und ist auf
dem Gestell der Maschine geeignet befestigt. Die verschiedenen Pole
jeder Scheibe besitzen gleiche Polarität, z. B. sind die Pole der Scheibe 2
Südpole und die Pole der anderen Scheibe 3 Nordpole. : Um die Inten-
sität des Hochfrequenzstromes zu regeln, werden in den Stromkreis
der Ankerwicklung Abstimmkondensatoren und Selbstinduktionen .ein-

110 H. Eales.

geschaltet. Der Hochfrequenzstrom kann entweder direkt oder über
Transformatoren der Antenne zugeführt werden. Wünscht man mit
Tonfrequenzen zu arbeiten, so erregt man die Hochfrequenzmaschine
nicht mehr mit Gleichstrom, sondern mit Wechselstrom der gewünschten
Tonfrequenz.

Lucian Levy behandelt in der französischen Patentschrift 467 467
die Erzeugung. einwelliger Schwingungen mittels Funkenkreisen (soge-
nannte „ondes uniques“, die er durch die Kombination einer magne-
- tischen Kopplung mit einer elektrischen Kopplung erreichen will. Er
geht davon aus, daß die elastischen Kopplungen zweier Schwingungs- _

À K

Fig. 14.

kreise, und zwar sowohl die magnetische Kopplung als auch die elek-
trische oder kapazitive Kopplung in den bisher üblichen Anordnungen
den Nachteil besitzen, daß die beiden Schwingungskreise aufeinander
rückwirken und so zum Entstehen zweier Schwingungen von verschiedener
Periode Anlaß geben, die in jedem Kreise gleichzeitig auftreten, und
die. die bekannten Nachteile besitzen. Er will zur Vermeidung dieser
Rückwirkung und zur Erzeugung reiner einwelliger Schwingungen
beide Kopplungsarten miteinander kombinieren. Es kommt dabei
ein analog zu dem bekannten magnetischen „Autotransformator‘“ von
Tesla oder Oudin gebauter „elektrostatischer Autotransformator“ zur
Anwendung, der aus vier oder wenigstens drei Platten gebildet wird.
Fig. 14 zeigt die Gesamtanordnung. abA’AcE ist der gewöhnliche
Funkenschwingungskreis und hle B B? ein sekundärer Schwingungskreis.
Der elektrostatische Transformator besteht aus den beiden Kondensatoren
AA! und BB}, der elektromagnetische Transformator aus den beiden
Spulen bb!. Die Kondensatoren des elektrostatischen Transformators

Patentschau 111

‘werden aus dem Wechselstromnetz S geladen und E bezeichnet die
Funkenstrecke. Levy führt aus, daß, wenn man den verschiedenen
Elementen dieser Schaltungsanordnung geeignete Bemessungen gibt, in
jedem der Kreise nur eine einzige Schwingung der gleichen Periodenzahl
auftritt, und daß, wenn man das eine System zum Strahlsystem (Antenne),
macht, nur Wellen einer einzigen Wellenlänge ausgesandt werden. Die
von Levy zur Erzielung dieser Wirkung genannten Bedingungen sind:
| 1. Es soll zwischen den beiden Schwingungskreisen vor ihrer
Kopplung Resonanz bestehen, d. h. die Periodenzahlen der Eigenschwing-
ungen dieser Kreise sollen, wenn die Kreise voneinander völlig ge-
trennt “sind, genau gleich sein.

Fig. 15.

2. Wenn Q die Schwingungsperiode bezeichnet, die für beide
Kreise gleich groß ist, ferner M den Koeffizienten der gegenseitigen
magnetischen Induktion zwischen den Spulen b und bl, und C° den
Koeffizienten der gegenseitigen elektrostatischen Induktion zwischen
den Kondensatoren AA, und BB}, so soll 2?xMxC,=1 sein.

Diese zweite Bedingung wird verwirklicht durch Regelung der
gegenseitigen magnetischen Induktion, d. h. durch Nähern und Ent-
fernen der Spulen bò und bl. (Den Koeffizienten der gegenseitigen
elektrostatischen Induktion O? definiert Levy folgendermaßen: Wenn
man zwischen den Platten BB! eines der Kondensatoren eine wirksame
elektromotorische Wechselstromkraft V unterhält und Q die wirksame
Blektrizitätsmenge ist, die auf jeder der Platten von BB, induziert

Q
= 77°) e
Fig. 15 zeigt als Beispiel die Anwendung der Schaltung zur Er-
regung einer Antenne Z, wobei zugleich der Transformator bbt der

112 H. Eales.

Fig. 14 durch einen elektromagnetischen Autotransformator ersetzt ist.
Der elektrostatische Autotransformator BAD und der elektromagne-
tische Autotransformator bbl liegen in Serienschaltung zwischen der
Antenne Z und der Erde 7; auf der Spule des Autotransformators b b,
ist ein Schleifkontakt d verschiebbar, um die Kopplung einstellen
zu können. |

Fig. 16 zeigt eine Variante, wobei der elektrostatische Transfor-
mator der Fig. 14 durch eine magnetische Kopplung zwischen den
Spulen 5b?b? ersetzt ist. Letztere sollen sehr große Reaktanz besitzen

Fig. 16.

(zahlreiche Windungen sehr dünnen Drahtes). Fig. 17 zeigt wiederum
eine Variante dieser letzteren Anordnung zur Erregung der Antenne Z.
Die magnetischen Transformatoren bb! und 5?5° der Schaltung nach
Fig. 16 sind ersetzt durch Autotransformatoren, die in Fig. 17 die-
selben Bezeichnungen tragen. d und d! sind Schleifkontakte zum
Einstellen der richtigen Kopplung. Auch bei der Anordnung nach
Fig. 14 könnte man die magnetische Kopplung zwischen 5 und bl
durch eine elektrostatische Kopplung ersetzen, indem man die Konden-
satoren dieser elektrostatischen Kopplung an die Enden der Spulen
b und b! legt, wobei diese natürlich dann keine gegenseitige Induktion
mehr haben dürfen.

Als letzte Schaltungsmöglichkeit beschreibt Levy endlich die An-
ordnung nach Fig. 18, die sich auf derjenigen nach Fig. 16 aufbaut.
Die Anordnung nach Fig. 18 soll auch besonders vorteilhaft sein für

Patentschau.

den Empfang in der drahtlosen Telegraphie.

elektromagnetische Transforma-
toren, und zwar die ersten bei-
den von sehr schwacher Reak-
tanz, der dritte jedoch von
großer Reaktanz. AA, BB
und Æ A’! B' B’! sind elektro-
statische Transformatoren. Der
Transformator b? b8 kann durch
einen elektrostatischen Transfor-
mator ersetzt werden. Zweck-
mäßigerweise soll der Transfor-
mator 525° rechtwinklig zu den
anderen Transformatoren aufge-

stellt werden, wie dies bei den

Anordnungen nach Fig. 16 und
17 der Fall ist.

Auch Louis Cohen in
Cambridge, Massaschusetts, V.
St. A. verwendet in der in

118

bbl, 4 di und 52° sind

Fig. 17.

, Fig. 19 dargestellten Senderschaltung gemäß der amerikanischen Pa-
tentschrift 1123098 eine elektrostatische Kopplung, und zwar soll

Fig. 18.
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u, Telegraphie. 12.

114 H. Eales.

von den Enden der Selbstinduktionsspule 24 im primären Schwin-
gungskreis 22, 28, 24 einerseits der Leiter cc über den regel-
baren Kondensator 9 und andererseits der Leiter d an die Enden der
Selbstinduktionsspule 1la im Antennenkreis 10a 11a 12a führen.
Wenn hier infolge Durchschlagens der Funkenstrecke 22 die Schwing-
ungserzeugung einsetzt und die Kreise auf Resonanz abgestimmt sind,
so kann man durch Einstellen des Kopplungskondensators 9 beliebig
feste Kopplung zwischen dem Primärsystem a und dem Sekundär-
system b erhalten,

Ein vereinfachtes Empfängersystem für drahtlose Telegraphie
und Telephonie behandelt die Schweizerische Patentschrift 73044 der
Naamloose Vennotschap de Nederlandsche
Thermotelephoon Maatschappij in Utrecht;
es beruht auf der Beobachtung, daß bei Be- A
nutzung eines thermischen Telephons beliebiger |
Bauart als Empfänger der bisher zwischen dem b
Luftleiter der Empfangsstelle und dem Telephon
eingeschalteten Detektor in Wegfall kommen kann.

e
=
F

‚Fig. 19.

ig. 20.

Versuche haben nämlich ergeben, daß das .als Empfänger dienende ther-
mische Telephon gleichzeitig die Aufgabe des Detektors erfüllen kann.
Dieser Vorgang ist offenbar darauf zurückzuführen, daß ein thermisches
Telephon vollkommen induktionsfrei arbeitet. Es hat sich ferner heraus-
gestellt, daß auch der sonst im Nebenschluß zu dem Telephon ange-
ordnete Kondensator und die in dem Nebenschlußkreis befindliche Batterie
bei Benutzung eines thermischen Telephons als Empfänger in Wegfall
kommen können. Hierdurch wird nicht nur eine wesentliche Verein-
fachung des Empfängersystems bedingt, sondern gleichzeitig auch die
Bedienung der Einrichtung erleichtert und eine Reihe von Fehlerquellen
ausgeschlossen, die bei den bisher üblichen, mit Detektor und Konden-
sator arbeitenden Systemen auftreten. Die Anordnung ist in Fig. 20

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. 115

dargestellt. An den Luftleiter a der Empfängerstelle ist das thermische
Telephon b angeschlossen, das zweckmäßig unter Einschaltung einer
Induktionsspule ce von regelbarer Wirkung geerdet ist. Es hat sich
gezeigt, daß die Güte der Lautwiedergabe des thermischen Telephons
innerhalb gewisser Grenzen mit der Steigerung des inneren Wider-
standes des Telephons wächst. Diese Anordnung ist wegen ihrer
großen Einfachheit nnd ihrer geringen Raumbeanspruchung besonders
für drahtlose Telegraphie und Telephonie im Felde und zur See von
Bedeutung. |

Auch Ettore Bellini hatin der französischen Patentschrift 430 446
eine Anzahl von Empfangsschaltungen beschrieben, bei denen durch
Anwendung eines nicht polarisierten 'Telephons, welches entweder direkt
in die Antenne eingeschaltet oder in einen Sekundärkreis gelegt ist,
der sonst übliche Detektor in Wegfall kommen kann. Als solche nicht
polarisierte Telephone können entweder magnetische oder elektrische
(statische) Telephone benutzt werden, von denen Bellini eine Anzahl
Typen beschreibt. So z. B. das Dolbearsche Kondensatortelephon
und den singenden Kondensator, ferner ein Telephon, bei dem eine
Metallplatte (aus Eisen, Kupfer, Silber u. dergl.) der Wirkung einer
Spule ausgesetzt wird, die von den Hochfrequenzschwingungen durch-
flossen wird, wobei letztere in der Platte Ströme induzieren und so
eine Abstoßung der Platte bewirken. Es kann auch auf der Platte
eine zweite Spule angebracht sein, und zwar kann diese entweder in
sich kurzgeschlossen sein und von der feststehenden, von Hochfrequenz-
strömen durchflossenen Spule induziert werden, oder beide Spulen
können auch hintereinander geschaltet sein und aufeinander einwirken.
Endlich kann auch eine an der schwingenden Platte angebrachte Spule,
die von den Hochfrequenzschwingungen durchflossen ist, mit einem
feststehend angeordneten Kern aus Weicheisen zusammen wirken.

Adresse des Autors: Regierungsrat H. Eales, Berlin- Lichterfelde,
Roonsr. 12

Bei der Redaktion elngegangene Bücher und Schriften

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

H. Rein} (herausg. v. Prof. Dr. K. Wirtz), Lehrbuch der draht-
losen Telegraphie. Verlag Julius Springer, Berlin 1917. geb. M. 20.—
Elektroindustrie. 1. u. 15. Februar, 1. u. 15. März 1917. ' Fachschriften-
Verlag A.-G. Zürich. Eden er .
8*r

116 Literaturverzeichnis.

A. Miethe, B. Seegert, F. Weidert, Die totale Sonnenfinsternis vom
21. August 1914, beobachtet im Sandnessjöen auf Alsten (Norwegen).
Verlag Friedr. Vieweg u. Sohn, Braunschweig 1916. geb. M. 12.—

L. Graetz, Die Physik, mit Berücksichtigung ihrer Anwen-
dungen. Band I des Sammelwerkes „Die Naturwissenschaften und
ihre Anwendungen“. Herausgeber C. Thesing, Leipzig. Verlag „Natur-
wissenschaften“ G. m. b. H., Leipzig 1917.

M. 16.—, geb. M. 18.—, Prachtband M. 20.—

W. Winkelmann, Das Fernsprechwesen. I.u. II. Sammlung Göschen
Nr. 155 u. 773. @. J. Göschensche Verlagshandlung, Leipzig 1916.

je M. 1.—
(Eingesandt 1. März 1917.)

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phase et son rôle dans les transformateurs statiques de fréquence.

1) Revue Générale de lÉlectricité entstanden aus den seit Januar 1917
vereinigten Zeitschriften „La Revue Électrique“ u. „La Lumière Électrique“.
Rédaction et Administration: 12 Place de Laborde, Paris.

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f. P. u. T., Wien, Nr. 33, 264.) Die drahtlosen Verbindungen zwischen
Deutschland und Amerika.

— 8.159. Drahtlose Telegraphie vom Flugzeug.

— 8.167. (Ref. ü. El. World 64, 385.) Elektrische Schwingungserzeugung
mittels Quecksilberdampflampen.

Thompson, J. Lindley u. Stigant, S. Austen, Electrician 78, 573, 609,
1917. The parallel operation of static transformers.

Townend, R., Electrician 78, 576, 1917. Frequency changers (ebenda
S. 607, Diskussion).

118 Bücherbesprechungen.

Tschudy, Wm., Elektrot. Ztschr. 38, 18, 23, 1917. MeßBverfahren und De-
finitionen für den Quecksilberdampf-Gleichrichter.

Wick, Frauce G. s. Me Dowell, Louise S.

Wiesent, J., Elektrot. Ztschr. 38, 84, 1917. (Ref. ü. Diss. München 1916.)
Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser.

(Eingesandt 1. März 1917.)

Bücherbesprechungen.

J. Spielrein, Lehrbuch der Vektorrechnung. 386 S., 48 Fig., VIII
Stuttgart 1916. Verlag von Konrad Wittwer. Preis M. 16.—.

Das auf Anregung von Prof. Dr. h. c. F. Emde entstandene und
ihm gewidmete Werk soll nach Angabe des Verfassers, den wir durch seine
vorwiegend im „Archiv für Elektrotechnik“ erschienenen Arbeiten auf dem
Gebiete der theoretischen ElektrizitätslIchre kennen, vor allem Studierenden
der technischen Hochschulen ein Wegzeiger und Führer durch das weite
Feld der Vektorenreehnung — vielen leider noch eine unfruchtbar erschei-
nende Wüste — sein.

Wer aus eigener Erfahrung die Schwierigkeiten kennt, die sich auf
diesem Gebiete dem Anfänger entgegenzustellen pflegen, wird ein Buch,
wie das vorliegende, das, an Hand zahlreicher Beispiele, nicht allein einen
Abriß des Bestehenden geben, sondern vor allem anleiten und zeigen will,
wie das Gelernte sich praktisch verwenden läßt, herzlich willkommen heißen.
Die Verwirklichung dieser Absicht ist — um es gleich vorwegzunehmen —
dem Verfasser wohl gelungen.

Von den auf dem Markt befindlichen Büchern dieses Gegenstandes,
die sich für die Hand des Studenten eignen, unterscheidet sich das Spiel-
rein’sche Werk vorteilhaft dadurch, daB es durchaus seinen Charakter als
wirkliches Lehrbuch wahrt, also in allen Teilen neben guter Auswahl des
Wesentlichen in logischer Folge jenen Grad von Ausführlichkeit besitzt,
den der Anfänger schlechterdings nun einmal nicht entbehren kann. Man
wende nicht ein, daß die Zahl der Ingenieure, für die das Beherrschen der
Vektorenrechnung eine Notwendigkeit bedeutet, nur klein sei im Verhältnis
zum Rest, der sie nicht braucht, und daß demgemäß ein auf breiter Basis
angelegtes Lehrbuch ähnlich denen der allgemeinen Mathematik keinem
dringenden Bedürfnis entspreche. Dieser Standpunkt ist heute nicht mehr
berechtigt. Wohl sind nur wenige Ingenieure zu rein wissenschaftlicher
Betätigung berufen, doch die Zahl derer, denen in ihrem eigenen Interesse
die Sprache der Vektoren kein fremdes Idiom sein darf, ist nicht mehr
vernachlässigbar, mögen sie nun auf den Gebieten der Elektrizitätslehre,
der Hydromechanik oder der Elastizitätslehre arbeiten. Bei der zunehmen-
den Zahl grundlegender moderner Werke auf allen Gebieten der Ingenieur-
wissenschaften, deren Verfasser sich der Vektorenrechnung bedienen, sollte
heute auch der mehr praktisch arbeitende Ingenieur, sowie der Hochschul-
absolvent in der Lage sein, derartige Rechnungen zu lesen und zu ver-

Bücherbesprechungen. 119

stehen. Liegt doch der Vorteil der Kenntnis der Vektorenrechnung keines-
wegs allein in der Beherrschung des Formalen und der dadurch erreich-
baren Vereinfachung der Rechnung an sich. Stets wird damit — und darin
dürfte der Hauptwert liegen — eine tiefergehende Erkenntnis physikalischer
Vorgünge und Zustände, sowie eine Stärkung und Festigung des räumlichen
Denkens überhaupt erreicht. Dies aber gehört zum wichtigsten Gut des
angehenden, wie des fertigen Ingenieurs. Aus diesen Gründen bedarf auch
der Wunsch, an die Stelle der meistens noch mehr gelegentlich und neben-
her betriebenen Vektorenrechnung an den Hochschulen ein mehr vertieftes
Studium, wenn auch von mäßigem Umfang, zu setzen, keiner besonderen
Rechtfertigung mehr.

Wir dürfen sagen, daß das vorliegende Werk hier einem wirklichen
Bedürfnis entgegenkommt. Sein klarer Aufbau läßt es zu einem schätzens-
werten Hilfsmittel des Unterrichts, sein Reichtum an Beispielen und seine
Ausführlichkeit zum Selbststudium und als Nachschlagewerk und Handbuch
für den in der Praxis stehenden Ingenieur in hervorragender Weise ge-
eignet erscheinen. Besonders dem, der sich auf diesem Gebiete fortbilden
will, ohne über die Zeit zu langwierigen Quellenstudien zu verfügen, sei
es als vektoranalytische Werkzeugsammlung warm empfohlen und in diesem
Zusammenhange auf die am Schinsse angehängte reichhaltige Formelsamm-
lung besonders hingewiesen. Auch wäre hervorzuheben, daß der Verfasser
überall den Übergang von der vektoranalytischen Behandlung zu den
meist gebrauchten Koordinatensystemen vermittelt.

In der Vorrede sagt der Verfasser: „Ich habe aber den technischen
Wert des Buches nicht durch eine Häufung von Beispielen aus der Mechanik
und Physik zu steigern gesucht, sondern mich bemüht, die Vektorenrech-
nung selbst gründlich zu lehren und nicht Mechanik und Physik.“ Man
wird dem Verfasser beipflichten müssen, wenn er es ablehnt, die Einheit-
lichkeit der Darstellung durch allzu weites Eingehen auf die Anwendungs-
möglichkeiten zu stören, andererseits aber frägt es sich, ob man sich hier
durch den Verzicht auf alles Konkrete nicht auf ein, wenigstens für den
studierenden Techniker, etwas trocknes Gelände begibt.

Für den Ingenieur sind doch im allgemeinen die mathematischen
Operationen nur Mittel zum Zweck, daher dürfte der Wunsch nach Bei-
spielen, die den Übergang zur Zahl und die 'praktische Verwendung ab-
geleiteter Resultate zeigen, bei einem Lehrbuch für Studierende technischer
Fachrichtung nicht unberechtigt sein. Pflegt doch die an Hand geeigneter
Beispiele gewonnene Erkenntnis, daß auch aus der Beschäftigung mit zu-
nächst rein mathematischen Aufgaben häufig ein unmittelbarer praktischer
Nutzen entspringt, mächtig stimulierend auf das Interesse des Lernenden
zu wirken, ganz abgesehen von der mit jenen verbundenen Erleichterung
des Verständnisses.. Dieser Ansicht möchte der Berichter besonders im
Hinblick auf den dritten Teil des Buches, der die Grundzüge der Affinoren-
rechnung behandelt, Ausdruck geben. Zu wünschen wäre ferner vielleicht
eine etwas reichere Ansstattung des Werkes mit erläuternden Figuren, s80-
wie einige gelegentliche Beispiele, die die Entwickelung graphischer
Methoden aus den Ergebnissen vektoranalytischer Operationen vorführen.

Es mag sein, daß durch die Einschaltung dieser Dinge in das Lehr-
buch selbst dessen Umfang zu sehr auwachsen und damit vielleicht auch

120 Bücherbesprechungen.

die Übersicht über das Ganze notleiden könnte. Dies wäre jedoch leicht
zu vermeiden‘, falls sich der Verfasser bereit finden würde, etwa in einem
zweiten Bande die Anwendungen auf technische und rein physikalische
Aufgaben zu behandeln. Man könnte dabei an ein Buch denken, das das
vorliegende in ähnlicher Weise ergäuzt, wie das von Hort, „Die Differential-
gleichungen des Ingenieurs“, die rein mathematischen Lehrbücher. An Stoff
hierzu dürfte es gewiß nicht mangeln, zumal zweifellos ein Bedürfnis nach
einem Werke besteht, in dem die Methoden für die exakte als auch, daran
anschließend, die genäherte Berechnung wichtiger spezieller elektrischer und
magnetischer Felder zusımmengestellt und die Bedeutung der Eigenschaften
der Vektorfelder für technische Probleme eingehend diskutiert werden.

Rein äußerlich ist der Stoff in drei Teile gegliedert, in denen nach-
einander die Vektoralgebra, die Vektoranalysis und die Grund-
züge der Affinorrechnung abgehandelt werden. Der erste Teil zer-
fällt in "die drei Kapitel: „Elementare Vektoroperationen“, „Besondere
Vektoren“ und „Bezeichnungen in der Vektorrechnung“. Der zweite Teil
macht, ebenfalls in drei Kapiteln, den Lernenden mit den „Funktionen
skalarer Veränderlichen“, den ‚Ortsfunktionen‘“ und der „Geometrie der
Vektorfelder“ bekannt. Den drei Kapiteln, in die die Grundzüge der
Affinorrechnung eingeteilt werden, ist als Einleitung ein kurzer Paragraph
über die Beziehung’ der Vektoranalysis zur Vektorenrechnung vorangestellt.
Kapitel 1 und 2 behandeln „Lineare Vektorfunktionen“ und „Affinor-
algebra“, Kapitel 8 die „Affinoranalysis“.

Am Ende eines jeden Kapitels sind die Lösungen der Aufeaben zu-
sammengestellt. Die schon erwähnte reichhaltige Formelsammlung und
ein Inhaltsverzeichnis beschließen das Buch.

Abschließend möchte der Berichter sagen, daß das Werk allen Kreisen,
an die es sich wendet, aufs wärmste empfohlen werden kann.. Möge es
die ihm gebührende Verbreitung finden und so seine Brauchbarkeit beim
Unterricht, wie beim Selbststudium bewähren!

Die Ausstattung des Buches ist gut, sein Preis im Verhältnis zum
Umfang und zu den Schwierigkeiten des Satzes unter den heutigen Ver-
hältnissen als angemessen zu bezeichnen.

. Dipl.-Ing. W. Beilage Stuttgart.
(Eingesandt 9. März 1917.)

Jahrbuch

der

drahtlosen Telegraphie und Telephonie

Band 12. 1917. Heft 2.

Inhalt.

Seite
Paul Ludewig: Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer
Faktoren auf die drahtlose Telegraphie. (Mit 16 Figuren im Text) 122
Fritz Löwenstein: Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflan-
zung bei der drahtlosen Übertragung, (Mit 6 Figuren im Text). 156
J. L. Hogan: Die Signalreichweite bei der drahtlosen sen
(Mit 1 Figur im Text) ... . . 168
Louis Cohen: Drahtlose Ze ichöngebang ur vat Caenu . 171
J. A. Fleming: Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre . 115

Referate:

Frederick Schwers: The effect of water vapour in the atmo-
sphere on the propagation of electromagnetic waves. (Die Wir-
kung von Wasserdampf in der Atmosphäre auf die DE
elektromagnetischer Wellen) . . . . 2 22.2. . . . 184

Mitteilungen aus der Praxis:

L. W. Austin: Quantitative Messungen über die Stärke der von
den deutschen Funkenstationen in Nauen und Eilvese aus-
gehenden Signale zu Washington. (Mit 2 u im rel) . 185

Funkspruchverkehr mit dem Auslande . . . 192

Drahtlose Telegraphie auf Flugzeugen Be ir te dee erst. üs dr a ED
Patentschau:

H. Eales. (Mit 21 Figuren im Text) . . . in ir Zn ar
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften . en a 210
Literaturverzeichnis. . . : 2 2 2 om nennen. 211
Bücherbesprechungen . : . 2 2 2 nn nn nenn nn. 218

Manuskripte für das Jahrbuch sind an die Redaktion: Dr. G. Eichhorn in
Zürich, Hauptpostfach 6123, zu senden. Zur Erleichterung der Be-
richterstattung wird um Zusendu einschlägiger Sonderabdrücke und
Mitteilung wichtiger Arbeiten für das Literaturverzeichnis gebeten.

Abonnements und Inserate sind an die Verlagsbuchhandlung von M. Krayn,
Berlin W. 10, Genthinerstraße 39 zu richten.

Jahrb. d. draht!. Telegraphie u. Telephonie. 12. 9

122 Paul Ludewig.

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer
Faktoren auf die drahtlose Telegraphie.”)

Von Paul Ludewig.

Drei Erscheinungen bilden die Grundlage für ein immer mehr
an Bedeutung gewinnendes Zwischengebiet der drahtlosen Telegraphie
einerseits und der Geophysik und Meteorologie andererseits: Der Unter-
schied in der Reichweite einer Funkenstation bei Tag und Nacht, die
Schwankungen der Empfangsintensität in der Dämmerung und die
„Irtgänger“. Während die letzten sich schon früh beim drahtlosen
Verkehr über kurze Entfernungen unangenehm bemerkbar machten,
wurde man in weiteren Kreisen auf die beiden ersten Erscheinungen
erst aufmerksam, als man zu Versuchen auf große Entfernungen über-
ging. Die folgenden Ausführungen enthalten eine Übersicht über die
bisherigen Versuchsresultate und die Erklärungsversuche,

I. Die Theorie der Ausbreitung der elektrischen Wellen.

Nimmt man an, daß sich die von der Antenne ausgestrahlten
elektrischen Wellen längs eines ebenen, gut leitenden Bodens fort-
pflanzen, so ist die Amplitude A der Schwingung in der Entfernung r
von der Sendestation durch die Beziehung gegeben:

1
A= 47

worin A, die Amplitude an der Sendestation bedeutet. Berücksichtigt
man aber die Erdkrümmung, so wird die Formel in zweierlei Weise er-
weitert. Die Amplitude nimmt nicht mehr einfach proportional 1/r
ab, sondern proportional dem Wert:

1 V
r |/ sin 0
Hierin bezeichnet 9% den Winkel, den die Verbindungslinien Sende-
1) Auszug aus der Originalarbeit in den Annalen der Hydrographie

und Maritimen Meteorologie 42, 77, 1914 und 43, 193, 1915.
Vgl. auch Schweiz. Elektrot. Ztschr. 13, Hefte 29—40, 1916.

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. ‚123

station— Erdmittelpunkt und betrachteter Punkt— Erdmittelpunkt mit-
einander bilden. Außerdem kommt noch ein Glied hinzu, welches
darauf beruht, daß die Energie der Erdoberfläche nicht vollkommen
folgt, sondern zum Teil in den Raum hinausgeht; dieser Faktor hat,
wenn man mit e die Basis der natürlichen Logarithmen und mit A
die Wellenlänge der elektrischen Schwingung bezeichnet, die Form:

0,0019 r
-+
e Va

Die Amplitude A in der Entfernung r von der Sendestation ist dann
durch die Beziehung gegeben:

_ 0,019 r
1 P t
A = Á, — Vi
0 y mo

Diese von Sommerfeld abgeleitete Formel wurde von anderer
Seite noch erweitert, indem auch die wirksame Höhe h, und die
Stromstärke J, der Sendeantenne berücksichtigt wurden. Es ergab
sich die Beziehung:

_ 9,0019 r
h, Js I VT
ALNA lr T

Die Stromstärke J x in der Empfangsantenne von der wirksamen Höhe hg
und dem Hochfrequenswiderstend R beträgt, falls man mit un-
gedämpften Wellen arbeitet:

— _ 9,019 r
Ah, hh, Js ,/ 8 z
a Sa Vna

Benutzt man auf der Sendestation gedämpfte Wellen, so gehen noch
die Dämpfungsdekremente ô, und ô, des Sende- und Empfangssystems
in diese Formel in folgeunder Weise ein:

_ 0,0019 r
I a y VT
F) F sin u
Rl/ı+-< ArRl/ı+-
ò, l Ò,

Bei den Entfernungen, die bei quantitativen Versuchen überbrückt

wurden, kann man
A
= 1
J= Va

124 Paul Ludewig.

setzen, so daß man für ungedämpfte und gedämpfte Schwin-
gungen die beiden wichtigen Beziehungen erhält:

_ 9009 r j
h, ħ J, Van
agja Ks Va
ARS Ar R :
_ 0,0019 r
3,__
ER. EE Se L vi

ArR +3
3

II. Methoden zur Messung der Empfangsstromstärke.

Zur Prüfung der Gültigkeit dieser beiden Formeln und zur wei-
teren Erforschung des ganzen Problems bedarf man einer Methode, die
auf der Empfangsstation in einwandfreier Weise die Stärke der ankom-
menden Zeichen zu messen gestattet. Man hat folgende Meßmethoden
dafür vorgeschlagen:

1. Die Parallelohmmethode. — Parallel zum Empfangs-
telephon liegt ein Regulierwiderstand, der so lange verkleinert wird,
bis der Ton im Telephon gerade verschwindet. Der eingestellte Wider-
stand ist dann ein Maß für die Empfangsstärke, und zwar entspricht
einem kleineren Parallelwiderstand eine größere Empfangsintensität.

Bei früheren Untersuchungen ist diese Methode meist unter der
Voraussetzung benutzt worden, daß die ankommende Energie der
Größe des Parallelwiderstandes umgekehrt proportional ist, daß also
zwischen den beiden Werten eine lineare Beziehung besteht. In-
zwischen ist durch Untersuchungen von Klages und Demmler
nachgewiesen worden, daß das nicht der Fall ist. Zu diesem Nach-
weis wurden auf einer Sendestation mit verschiedener Energie Zeichen
ausgesandt und dabei jeweils die Antennenstromstärke gemessen. Auf
der Empfangsstation wurde die zu jeder Sendestromstärke gehörende
Größe des zum Detektor und Telephon parallel liegenden Widerstandes r
bestimmt,

Aus den erhaltenen Ergebnissen geht hervor, daß zwischen der
Empfangsstromstärke und der Größe des Parallelwiderstandes keine
Proportionalität besteht.

Die Parallelohmmethode ist daher für alle quantitativen Mes-
sungen unbrauchbar. Sie vermag nur dort Dienste zu leisten, wo
es auf eine rein qualitative Bestimmung der Lautstärke ankommt,

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 125

wo man also nur bestimmen will, ob ein Empfang besser oder
schlechter geworden ist.

2. Messung mit Kontaktdetektor und Galvanometer. —
Schaltet man parallel zu einem in der Empfangsantenne liegenden
Kontaktdetektor ein Galvanometer, so sind dessen Ausschläge ein
Maß für den in der Antenne fließenden Strom. Für den Bleiglanz-
detektor wurde von Klages und Demmler und für den Perikon-
detektor von Marchand eine direkte Proportionalität zwischen An-
tennen- und Galvanometerstrom nachgewiesen. Diese Methode ist
daher in erster Linie geeignet, bei quantitativen Empfangsversuchen
benutzt zu werden, und wurde infolgedessen von dem später zu er-
wähnenden Ausschuß zur Untersuchung der in dieser Zusammen-
fassung behandelten Erscheinungen besonders empfohlen. Bei prak-
tischen Versuchen kann man natürlich ein Galvanometer mit langer
Schwingungsdauer nicht benutzen, da bei diesem die Zeit bis zur
endgültigen Einstellung länger dauert als das zu messende Zeichen.
Geeignete Galvanometer mit kurzer Schwingungsdauer (1—2 Sek.)
und einer Empfindlichkeit von ca. 5-107? Amp. werden von den
Firmen Hartmann & Braun und Siemens & Halske geliefert.

Statt des gewöhnlichen Drehspulgalvanometers kann man natur-
gemäß bei der gleichen Schaltung auch ein Saitengalvanometer be-
nutzen. Dieses Instrument hat eine besondere Bedeutung, weil es die
Möglichkeit bietet, die Stärke der Empfangssignale zu registrieren.

3. Substitutionsmethoden. — Der einzige Nachteil der
Kontaktdetektor-Galvanometermethode besteht darin, daß die Emp-
findlichkeit des Kontaktdetektors sehr veränderlich ist, daß
sie sich zwar ab und zu längere Zeit konstant halten läßt, daß aber
oft durch eine auch nur geringe Erschütterung oder durch eine
starke atmosphärische Entladung, bisweilen auch ohne einen direkt
sichtbaren Grund, Änderungen in der Empfindlichkeit eintreten, die
eine ganze Versuchsreihe unbrauchbar machen.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, kann man nach Dieckmann
und Eppen folgendermaßen verfahren: Auf der Empfangsstation
wird ein Schwingungskreis eingebaut, in welchem sich ein Meß-
instrument befindet, das den im Schwingungskreis fließenden Strom
zu messen gestattet. Dieser Schwingungskreis wird mit einem Ticker
erregt und läßt sich mit dem Antennenkreis mehr oder weniger fest
koppeln. In den Antennenkreis, der demnach sowohl von den von
einer fernen Sendestation ausgehenden Wellen als auch von diesem
Hilfssender erregt werden kann, ist ein Kontaktdetektor mit

126 Paul Ludewig.

Galvanometer eingeschaltet. Hat man nun Empfang von einer
Fernstation und erhält dabei einen gewissen Ausschlag am
Galvanometer, so erregt man den Hilfssender mit Strom von einer
ganz bestimmten Stärke und reguliert die Koppelung zwischen Hilfs-
sender und Antennenkreis so lange, bis der gleiche Ausschlag am
Galvanometer entsteht. Die Entfernung der beiden Kop-
pelungsspulen gibt dann ein Maß für die empfangene
Energie. Dadurch, daß sogleich nach dem Empfang der Fern-
station diese Vergleichsmessung ausgeführt wird, fällt der Einfluß
der Empfindlichkeit des Detektors heraus.

Eine ähnliche Substitutionsmethode hat Eccles angegeben.

4. Das Einfadenelektrometer. — Statt eines Saitengalvano-
meters kann man zur Registrierung auch ein Einfaden- oder Saiten-
elektrometer benutzen, wie es z. B. von Edelmann gebaut wird.
In ihm sind in geringen Abständen zwei Metallelektroden a und b
angebracht, die nach Fig. 1 mit einer Hilfsspannung E auf ein be-
“stimmtes Potential geladen werden. Zwischen den Platten befindet
sich die Saite, die auf ein Potential, das der Empfangsenergie pro-
portional ist, aufgeladen wird und damit je nach dem Vorzeichen
des Potentials entweder von a oder von b angezogen wird. In der
Schaltung bedeutet S die im Antennenkreis liegende Selbstinduktions-
spule die mit dem Kontaktdetektor D und dem Kondensator C ver-
bunden ist. Besonders geeignet sind nach Angaben von Wulf die Rot-
zinkerzdetektoren, die als Gleichrichter für die elektrischen Wellen
wirken. Den Vorgang beim Empfang hat man sich dann so zu er-
klären, daß durch den Detektor eine Ventilwirkung ausgeübt wird und
daß daher von dem Hochfrequenzwechselstrom nur die Halbperioden
einer Richtung durchgelassen werden und den ‚Kondensator C auf-
laden.

5. Das Thermogalvanometer. — Neben den angeführten
Methoden kommt .die Messung mit dem Thermogalvanometer dort
in Betracht, wo die Empfangsenergie nicht zu klein ist. Dem Prinzip
nach ist es das zuverlässigste Instrument, da eine eindeutige Beziehung
zwischen dem Ausschlag und dem zu messenden Strom besteht.

Es ist selbstverständlich, daß die Meßresultate, die auf einer
Station erhalten wurden, nicht direkt mit denen einer anderen
Station verglichen werden können. Sie geben nur einen Anhalt über
die quantitativen Änderungen, die der Empfang der einen Station
erfahren hat. Wollte man auch einen direkten Vergleich zwischen
verschiedenen Stationen ermöglichen, so müßte man dafür

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 127

sorgen, daß auf den Empfangsstationen nicht nur die Schaltungen ganz
genau gleich gemacht werden und daß nicht nur eine Empfangs-
methode gewählt wird, bei welcher die Schwankungen der Empfind-
lichkeit des Detektors keine Störungen veranlassen, sondern daß auch
die Antennenformen und die Erdungen vollkommen gleich sind. Das
ist aber nur sehr schwer zu erreichen.

Ampere

Empfangsstrom'stärke 10

„ame
1000 1500 2000 km

500
Entfernung

Fig. 1. Fig. 2.

III. Das Ergebnis der Tagesversuche.

Der erste. Versuch, die experimentell gefundenen Empfangs-
stromstärken mit den theoretisch gefundenen zu vergleichen, stammt
von M. Reich. Er stellte fest, daß Theorie und Experiment innerhalb
der Fehlergrenzen gut übereinstimmen, wenn man nur die am Tage
erhaltenen Werte berücksichtigt.

Ähnliche Versuche wurden später von Austin beschrieben. Aus
der gleichzeitigen Messung von Sende- und Empfangsstrom bei ver-
schiedenen Entfernungen, aus der wirksamen Höhe von Sende- und
Empfangsantenne und der benutzten Wellenlänge leitete er die Formel ab:

h hJ, _ 0,0016 r
Jp = 4,25 2 se vi
In dieser Formel wurde der Empfängerwiderstand R willkürlich zu
25 Ohm angenommen, was allerdings bei kurzen Wellenlängen zu
hoch und bei größeren zu niedrig ist.

128 Paul Ludewig.

Später hat Austin die Versuche weitergeführt, und zwar mit
der Großstation Arlington, Va, die mit einer Sendeeinrichtung von
100 Kilowatt mit rotierender Funkenstrecke und einer Plattform-
antenne von 122 m wirksamer Höhe ausgerüstet ist. Als Empfangs-
station diente die Station des Kreuzers „Salem“, der auf eine Reise
nach Gibraltar geschickt wurde. Die Resultate zeigt die Fig. 2. Die
ausgezogene Kurve ist nach der letzten Formel berechnet. Die
aufgenommenen Punkte fallen ganz gut mit dieser Kurve zusammen.

Zwischen der letzten Formel und den theoretisch abgeleiteten
Beziehungen besteht der Hauptunterschied, daß nach den Austin-
schen Resultaten das Zerstreuungsglied die Form

= 0,0015 r
e Vi
hat, während die Theorie die Form ergibt:
_ 0,0019 r
3
e Va

Neuere Versuche von Austin hatten den Zweck, die Ent-
scheidung zwischen diesen beiden Exponentialfunktionen zu treffen,
Während die Empfangsresultate auf dem Kreuzer ‚Salem‘ das Er-
gebnis lieferten, daß die theoretische Gleichung

__ 0,0019 r
3
I Aht e yı
gi
Ar R LE

zu Werten führte, die zu niedrig waren, um mit den Beobachtungen
vereinbar zu sein, und während zugleich die halbempirische
Gleichung

0,0015 r
Ja=877 —5ħhss Va
Ò,

mit dieser Beobachtung in guter Übereinstimmung zu sein schien,
ergaben anderseits die Sende- und Empfangsstromstärken, die beim
Verkehr in umgekehrter Richtung gemessen wurden, bei der gra-
phischen Aufzeichnung eine Anzahl Punkte, die mit beiden Kurven
übereinstimmen konnten. Eine endgültige Entscheidung zwischen

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoreu usw. 129

den beiden Formeln vermögen daher diese Versuche noch nicht
zu geben.

Die Versuche Austins beschäftigten sich nur mit den Empfangs-
intensitäten, die in unmittelbarer Nähe des Erdbodens gemessen
wurden. Besonderes Interesse beanspruchen daneben noch einige
Messungen von Lutze, die im Freiballon, und zwar bei einer Nacht-
fahrt und bei zwei Hochfahrten bis etwa 6000 m Höhe ausgeführt
wurden. Da dabei mit der Parallelohmmethode gemessen wurde, so ,
kann man den Ergebnissen nur bedingten Wert beimessen. Es wurde
gefunden, daß die Empfangsintensität in größeren Höhen geringer
als am Erdboden war, daß sie z. B. bei einer Entfernung von 400 km
in 1500 m Höhe über dem Erdboden doppelt so groß als in
6500 m Höhe war. Bei einem anderen Versuch wurde in zwei Frei-
ballons zu gleicher Zeit gemessen; der eine hielt sich dauernd in etwa
1000 m Höhe, während der andere eine Hochfahrt unternahm. Beide
Ballons schlugen ungefähr dieselbe Fahrtrichtung ein. Auch hier zeigte
es sich, daß die Empfangsintensität des höher fahrenden Ballons
kleiner war.

Sonnenuntergang Sonnenaufgang
Clifden Glace Bay Clifden Glace Bay

1r 38 b 7 9 ıb 1 8 5 7 9 uk

Wellenlänge 7000 m
5000 m

—— = = = n

Fig. 3. In der Nacht über den ganzen Atlantischen
Ozean Lautstärke sehr veränderlich.

IV. Der Unterschied im Empfang bei Tag und Nacht
und die Dämmerungsschwankungen.

Von Marconi und Schwartzhaupt wurden zuerst die seit
langem bekannten Unterschiede in der Stärke des Empfanges bei
Tag und Nacht eingehender beschrieben. Marconi erhielt bei Ver-
suchen zwischen Clifden und Glace-Bay die in den Figg. 3 und 4
enthaltenen Ergebnisse. In ihnen sind als Abszissen die Stunden in
Greenwicher Zeit aufgetragen, als Ordinaten die Stärke der in Clifden
ankommenden Zeichen. Die ausgezogene Kurve in Fig. 3 gilt für

130 Paul Ludewig.

eine Wellenlänge von 7000 m, die gestrichelte für eine solche von
5000 m. Man sieht, daß die Lautstärke am Tage für beide Wellen
konstant und daß sie für die längere Welle beträchtlich größer ist. In
der Nacht ist sie bei beiden Wellen so veränderlich, daß sie nicht ge-
zeichnet worden ist. Besonders interessant ist der Kurvenverlauf in

Nacht
12h 6 12 6 12b

a
y
1. Jan. NA ra
3
| ©
1. Febr. NA 1 8
N =
MEET TI VAN, I
A l Aa
1. April j |
en A Ä 10 2 6 10 2 6 ı0
Sonnenuntergang in Clifden Mittag Mttncht. Mittag
= in Glace Bay Kurze Welle
--—--— Sonnenaufgang in Clifden —— — — Mittlere ,,
z225 AR in Glace Bay =O o oresesesees Lange ,„
Fig. 4. Fig. 5.

der Zeit zwischen dem Sonnenaufgang (-untergang) in Clifden und in
Glace-Bay. Die Untersuchungen ergaben, daß er im wesentlichen im
ganzen Jahr derselbe bleibt (s. Fig. 4).

Bei den Versuchen von Schwartzhaupt diente die mit 20 KW
Primärenergie ausgerüstete Station Nauen als Sendestation. Fig. 5
stellt die Stromstärken dar, die eine Station in 1000 km Entfernung
über gebirgiges Land hinweg empfing. Es zeigt sich, daß nachts

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 131

eine beträchtliche Intensitätsverstärkung vorhanden ist und daß bei
Nacht- und Tagesanbruch regelmäßige Schwankungen vorhanden sind.

Wie sehr die Reichweite einer Station von diesen Erscheinungen
abhängig ist, geht aus der Fig. 6 hervor, die von Schwartz-

Die Dampfer nen
sich in3 Em ans

1900 1400 900 km 1209
260

Intensităt

Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht
Fig. 6.

haupt stammt. Auf zwei Dampfern, die sich einander näherten,
wurde in verschiedenen Entfernungen die Empfangsenergie gemessen.
Aus der Figur geht hervor, daß bei großen Entfernungen nur nachts

Galvanometeranschläge

Minuten Zeit 5h 55 510 515 520 52 580
Fig. 1. Fig. 8.

ein Verkehr möglich war und daß auch bei geringen Entfernungen
des Nachts ein erhebliches Ansteigen der Kurven vorhanden ist.
Versuche von Mosler in den Jahren 1912 und 1913 führten zu
ähnlichen Resultaten. Er bediente sich der von der Norddeicher
Anlage zu bestimmten Zeiten ausgesandten dienstlichen Zeichen und
führte seine Versuche während eines ganzen Jahres durch. Am Tage
traten keine Energieschwankungen ein; dagegen zeigten sich in der

132 Paul Ludewig.

Nacht starke Unregelmäßigkeiten, wobei die Empfangsintensität im
Frühjahr und Herbst etwa doppelt so groß, im Sommer dagegen
ungefähr ebenso groß wie am Tage war. Ab und zu traten ganz
außergewöhnliche Steigerungen in der Empfangsintensität mit sprung-
weisen Änderungen ein. Eine besonders bemerkenswerte Schwankung
wurde am 12. November 1912 beobachtet (Fig. 7). In 7 Minuten
schwankte hier die Empfangsstärke um den 6,3fachen Betrag.

A
82
5:
Sr
=
12 2V 4 6 8 10 12 2N. 4 6 e 0 R
Ncht. Mttg.

Fig. 9.

Bei den bereits erwähnten Versuchen von M. Reich ergab sich
das gleiche Resultat. In der Fig. 8 sind die Schwankungen des
Empfangsstromese enthalten, die beim Verkehr zwischen Neumünster
und Göttingen kurz nach Sonnenuntergang bei einer Wellenlänge
von 1340 m gemessen wurden.

kana

1 V 4 6 : 10 1 2N. 4 6 z 10 12

Ncht. Mttg.
Fig. 10.

Versuche von G. W. Pickard zwischen den Stationen Glace-Bay
und Amesburg (bei Boston), und Versuche von Dolbear und Proctor
zwischen Glace-Bay einerseits und Somerville und Revere (bei Boston)
andererseits lieferten die Kurven der Figg. 9 und 10. Auch aus ihnen,
ergibt sich wieder das Resultat, daß die Nachtintensitäten sehr groß
sind, daß am Tage ein relativ schwacher, aber konstanter Empfangs-
strom gemessen wird, und daß in der Dämmerung regelmäßige.
Schwankungen auftreten.

}

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 188

V. Der Einfluß der Sonnenfinsternis vom 17. April 1912.

Bei dieser Sachlage war es von besonderem Wert, zu untersuchen,
in welcher Weise eine Sonnenfinsternis auf die drahtlose Übertragung
einwirkt. Eine erste günstige Gelegenheit bot die Sonnenfinsternis
vom 17. April 1912, da bei ihr die Verfinsterung für Mitteldeutsch-
land ziemlich total und gerade in der Mittagszeit an einem fast voll-
kommen klaren Tage stattfand. Die Resultate dieser Versuche liegen
in den Berichten von 12 Empfanssstationen vor. Als Sendestation
diente einmal die deutsche Station Norddeich, die mit 1650 m Wellen-
länge in der Zeit von 12—3 Uhr stündlich viermal ein bestimmtes
Kennwort je 5 Minuten lang gab. Als Empfangsstationen beteiligten
sich die Station_in Emden, zwei Stationen des Telegrapkenversuchs-
amtes in Berlin, eine Station der Telefunkengesellschaft in Berlin,
zwei Stationen der Lorenz-A.-G. in Berlin und die Küstenwachen
in Swinemünde und Danzig.

Eine andere Gruppe von Empfangsstationen erhielt ihre Zeichen
von der Station des Eiffelturmes, die von 9 Uhr 40 Min. bis 3 Uhr
40 Min. mit 2000 m Wellenlänge Dauersignale von je 10 Sekunden
gab. Diese wurden von zwei französischen Stationen, nämlich denen
in Saumur und Poitiers, von einer Station in Marburg und einer in
Graz aufgenommen. Eine Übersicht über die Gesamtergebnisse gibt
die nachstehende Tabelle, in der die Stationen nach der überbrückten
Entfernung geordnet eingetragen sind. Die Messungen wurden zum
Teil mit der Parallelohmmethode, zum Teil mit Kontaktdetektor und
Galvanometer ausgeführt.

Die Tabelle zeigt, daß fast sämtliche Stationen, die keinen Ein-
fluß der Sonnenfinsternis konstatieren konnten, mit der ungenauen
Methode gemessen haben. Andererseits fanden die Station der Tele-
funkengesellschaft und die Station in Eberswalde, ebenso wie die
mit dem Galvanometer messenden Stationen, einen sicheren Einfluß.

Die französischen Stationen unter Leitung von A. Turpain
haben die Methode des Nebenschlußtelephons sogleich aufgegeben
und nur mit dem Galvanometer gemessen. Die Kurven zeigen
ein deutliches Maximum im Zeitpunkt der größten Verfinsterung.
Ausführliche Angaben liegen von Take und Vos vor, die in
Marburg und Graz gleichfalls die Einwirkung mit dem Galvanometer
verfolgten. Take fand in Marburg eine Zunahme der Empfangs-
intensität von rund 25°/, und Vos in Graz sogar eine solche von
96°%/,. Bei beiden war das Maximum der Empfangsintensität dann

Paul Ludewig.

134

J39WOUBALELH)
uoydaja]L
1949WOUBALBK)
uoydaja I,
uoydaja L,
uoydaja],
uoydaja
uoydaja],
ù .
A9JIWOUBALBL)

19J9UI0UBA[BK)
uoydaja],

apoypu
-sdugjdug

vorhanden, wenn das Maximum der Verfinsterung sich gerade in der

Mitte zwischen Gebe- und Sendestation befand.

our]
-ua M

g013 ıyos gupur

| uəpuvyIoa gugum

go gugurg
gugury ug
uHPUByL10A gngum
gupumy Uy
gupur UA
gupgurg WA
g013 gngum
UHPUBLLIOA gngur

uUAPUBYLIOA npuy

yeypusoy

gngug uq

ZEI9-ULmoHIY
SIZuUB-YPTPPppIoN

` Imgieg-wıngogrg
HPUNWAUTAS-UPTPPPION
* OPIBAEIIAY-UPIOPpIoN
` ug- r ppIoN
- BIIQIUQYIQ—-YILƏPPION
l U- PPPpIoN
' urg -yor ppIoN
Ousg Jures-uunyaogry

* anuneg-uumoptg

ó | 7 UOpmg-yplappIoN

(}saənz U0148I89494))
UORBJESYOINSII A

Sie zeigt ein Maximum

Als Beispiel der Änderung der Empfangsintensität im Verlauf
der Finsternis möge die von der Telefunkengesellschaft erhaltene Kurve,

die in Fig. 11 wiedergegeben ist, dienen.

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 135

des Empfangs zur Zeit der größten Verfinsterung. (Außerdem wurden
vor und nach dem Eintritt des Maximums mittelstarke Störungen
wahrgenommen.) |

Aus der vorstehenden Tabelle ist zu entnehmen, daß mit zuneh
mender Entfernung zwischen Gebe- und Sendestation der Einfluß
der Sonnenfinsternis wächst. Dieser Schluß wird besonders gestützt
durch einen Vergleich der Versuche von Take und Vos, die mit
derselben Wellenlänge, derselben Gebestation und derselben Emp-
fangsmethode arbeiteten.

100

Lautstärke

150

Zeit 120 19 1% 1% 20 2% 20
Fig. 11.

VI. Der Einfluß der Jahreszeit, des Mondes, des Nordlichtes
und des Wetters auf die Empfangsstärken zugleich.

Mit den in Abschnitt IV erwähnten Versuchen hat Mosler auch
Versuche über den Einfluß der Jahreszeit auf die Größe der Empfangs-
energie veröffentlicht. Die Versuche ergaben, daß die Lautstärke
am Tage während des ganzen Jahres nahezu den gleichen Betrag bei-
behält. Die Entfernung zwischen Sende- und Empfangsstation betrug
425 km. Die Resultate dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle
zusammengefaßt, welche den Mittelwert des Verhältnisses Nachtintensität
zu Tagesintensität enthält. Es ergaben sich folgende Werte:

= Februar . . 2,06 Juni. .... 1,09 Oktober . . . 2,82
März .. . . 2,07 Juli. .... 1,22 November . . 3,15
April . . . . 2,20 August . . . — Dezember . . 1,79
Mai. .... 1,29 September . . 2,14 Januar . . . 1,64

Bemerkenswert ist dabei der starke Anstieg der Werte im Herbst.
In der Literatur finden sich ferner Hinweise, die einen Einfluß
des Mondlichtes auf die drahtlose Übertragung nachzuweisen suchen.
Mosler hat auch in dieser Richtung Versuche unternommen und
folgert aus ihnen, daß für die Entfernung von 425 km ein Einfluß
nicht zu erkennen ist. Curtis glaubt zu finden, daß beim Aufgehen

136 Paul Ludewig.

des Mondes die Intensität der elektrischen Welle, die von einer
etwa 1000 km entfernt liegenden Station ankommen, in ähnlicher Weise
schwankt, wie es Marconi zuerst bei Sonnenaufgang gefunden hat.
Eccles weist darauf hin, daß in diesem Falle mit dem Aufgehen des
Mondes der Sonnenuntergang zusammengefallen ist, daß also die ge-
fundene Erscheinung auf dem bekannten Einfluß der Sonne beruht.

Über den Einfluß des Polarlichtes liegt ein Bericht der Telefunken-
gesellschaft vor. Er lautet: ‚„Hochinteressante Einwirkungen, die
mit Sicherheit auf das Auftreten von Polarlicht zurückzuführen sind,
ließen sich bei der drahtlosen Nachrichtenübermittlung zwischen den
neuen von der norwegischen Telegraphenverwaltung in Betrieb ge-
nommenen und von der deutschen Telefunkengesellschaft errichteten
Stationen Spitzbergen und Ingoe (bei Hammerfest) beobachten. Bei
dem Erscheinen des Polarlichtes wurden die ankommenden Zeichen
von Spitzbergen in Ingoe derart geschwächt, daß eine Aufnahme nach
dem Gehör oft nur schwer möglich war; ja, es zeigte sich, daß die
Zeichen für längere Zeit vollkommen verschwanden.“

„Merkwürdig war jedoch die beobachtete Tatsache, daß, während
in Hammerfest kein Polarlicht zu beobachten war, das Vorhanden-
sein eines solchen drahtlos von Spitzbergen gemeldet wurde, plötz-
lich die Zeichen in Hammerfest weit über die bisher beobachtete
Lautstärke hinausgingen.“

Weiter berichtet C. H. Taylor, daß bei dem drahtlosen Verkehr
zweier Marconistationen in der Nähe des Polarkreises das Auftreten
des Nordlichts stets einen großen und günstigen Einfluß aus-
übte. Zuweilen brachte, wenn die Signale für die Verständigung zu
schlecht waren, ein Nordlicht augenblicklich eine gute Verständigung
zuwege.

Über den Einfluß des Wetters sind in einigen Veröffentlichungen
Hinweise enthalten, welche zeigen, daß auch die Witterungsvorgänge
in dem von den Wellen zwischen Sende- und Empfangsstation durch-
laufenen Raum von Einfluß sein können. Allerdings muß man dabei
beachten, daß sie lokal sehr verschieden sind, und daß meist ein und
dasselbe Wetter, z. B. das Vorhandensein einer gleichmäßigen ge-
schlossenen Wolkendecke, nur in einem relativ kleinen Gebiet —
verglichen mit den großen Entfernungen, die in der drahtlosen Tele-
graphie überbrückt werden — vorhanden sein wird. Nur überaus selten
wird daher ein Einfluß dieser Art nachzuweisen sein.

Einzelne Beobachtungen sind jedoch bereits vorhanden. So nimmt
nach Jackson die Reichweite einer Station beim Eintritt von stür-

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 137

mischem Wetter sehr stark ab und geht zum Teil bis auf den vierten
Teil ihres normalen Wertes herab. Auch können nach Fleming ähn-
liche Beobachtungen sehr häufig an der afrikanischen Küste beim Ein-
setzen des Siroccos gemacht werden.

Ausführlichere Angaben stammen von A. H. Taylor. Als Emp-
fangsstation diente ihm die Station der Universität von Nord-Dakota.
Er fand bei seinen Versuchen, daß in der Nacht vom 1. zum
2. März Signale von der Station Colon, Panama besonders deutlich
eintrafen. Die Wetterkarte zeigte am 1. März eine Wolkendecke längs
der ganzen Atlantischen Küste. Auch am 4. und 13. März war es
ähnlich. Am 17. März wurden zwischen 8 p. m. und 11 p. m. keine
Signale gehört. Nach der Wetterkarte war am 17. März der ganze
östliche Teil des Landes unbedeckt. Über die Verhältnisse am 18. März
gibt er folgendes an:

„Die Wetterkarte vom 18. März schien anzuzeigen, daß die Wolken
ostwärts ziehen würden. Auf Grund dieser Annahme verbrachte der
Verfasser den Abend des 19. März auf der Station, in der Erwartung,
Zeichen von zahlreichen östlichen Stationen aufzufangen. Zu seinem
größten Erstaunen waren keine zu hören. Als am nächsten Morgen
die Wetterkarte ankam, zeigte es sich, daß die Wolken umgekehrt
und durch das Tal des Mississippi gezogen waren und daß der Osten
klar geblieben war. Dies scheint ein endgültiger Beweis dafür zu sein,
daß Bewölkung und gute Übertragung direkt miteinander verbunden
sind.“

Aus diesen Versuchen zieht Taylor den Schluß: Wenn wäh-
rend des Tages über einer großen Fläche Bewölkung ge--
herrscht hat, dann folgt eine Nacht, in der besonders
große Reichweiten zu beobachten sind. Es muß daher nach
seiner Ansicht ein atmosphärischer Einfluß vorhanden sein, der ın
den geringen Höhen,’ in denen Wolken vorkommen, vor sich geht.

VII. Atmosphärische Störungen (Irrgänger).

Neben den bisher erwähnten Versuchsergebnissen gibt es, wie
eingangs erwähnt, auf dem Übergangsgebiet zwischen drahtloser Tele-
graphie und Meteorologie nozh eine zweite Erscheinung, die in diesen
Zusammenhang hineingehört: Man hört bei jeder drahtlosen Über-
tragung im Empfangstelephon Geräusche, die auf atmosphärische
Ursachen zurückzuführen sind und denen man den Namen atmo-
sphärische Störungen oder Irrgänger gegeben hat. Sie machen sich
in der Weise bemerkbar, daß zwischen den eigentlichen dralıtlos über-

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 10

138 Paul Ludewig.

mittelten Morsezeichen zum Teil scharfe Knacke, zum Teil brodelnde
und zischende Geräusche auftreten, die die Verständigung wesentlich
stören.

Das Studium der atmosphärischen Störungen ist in den letzten
Jahren von verschiedenen Seiten aufgenommen. K. E. F. Schmidt
berichtet, daß die Störungen zwei Perioden am Tage besitzen. Er
macht darauf aufmerksam, daß diese Perioden mit der Periode der
Elektrizitätszerstreuungen einen Parallelismus aufweisen.

Untersuchungen von Esau ergaben eine jährliche Periode mit
je einem Maximum im Juni und August und einem Hauptminimum
im Juli. Weiter fand Esau, daß die Störungen zunehmen

mit wachsender Durchsichtigkeit der Luft
mit abnehmender relativer Feuchtigkeit,
mit wachsender Windgeschwindigkeit,

mit Kumulus- und Gewitterbildung,

und daß sie abnehmen

mit zunehmender Bewölkung,
mit wachsendem Dunstgehalt der Atmosphäre,
mit Nebelbildung.

Dieckmann folgert aus seinen Messungen, daß der Gang der
Gesamttätigkeit des Antennenstromes mit dem Gang des Potential-
gefälles im wesentlichen direkt parallel geht.

Wichtig ist die Bemerkung von Eccles und Airey, daß bei ihren
Messungen 80°/, aller Störungen gleichzeitig auf zwei 500 km von-
einander entfernten Stationen auftraten, und daß 50°/, derselben an
beiden Orten gleiche Intensität hatten.

Mosler hat eingehende quantitative Untersuchungen hierüber auf
die Dauer eines ganzen Jahres ausgedehnt, und zwar hat er vom August
1911 bis zum Juli 1912 beobachtet. Benutzt wurde eine 18 m hohe,
sechsdrähtige Schirmantenne, mit der ein aperiodischer Kreis mit
Gleichrichterzelle gekoppelt war. An jedem Versuchstage wurde zu
bestimmten Zeiten die Anzahl der Störungen pro Minute festgestellt.
Es ergab sich für die Wintermonate eine geringe, für die Sommer-
monate eine hohe Störungszahl, ferner ein tägliches Minimum in den
frühen Morgenstunden. An außergewöhnlich warmen Tagen war die
Zahl der Störungen sehr groß, und besonders dann, wenn Ge-
witterwolken über die Antenne hinwegzogen. Es ließ sich fest-
stellen, daß die Anzahl der Störungen sich im gleichen Verhältnis
mit den Schwankungen des Luftpotentials änderte. Den Verlauf bei

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 139

Annäherung eines Gewitters zeigt die Kurve Fig. 12, die in der Nacht
vom 24. zum 25. Juli 1912 aufgenommen wurde. Man sieht bei dem
Herannahen des Gewitters das ungewöhnlich starke Anwachsen der
Störungszahl. Beim Abziehen des Gewitters nehmen die durch Blitze
verursachten Zischgeräusche schnell ab. Am 29. März 1912 wurden
Blitze eines in etwa 200 km Entfernung niedergehenden starken
Gewitters nicht wahrgenommen.

Mosler faßt seine Beobachtungen folgendermaßen zusammen:
„Wie aus den angeführten Beobachtungen und aus den Abbildungen
über den Störungsverlauf folgt, sind die atmosphärischen Störungen
hauptsächlich auf örtliche Einflüsse zurückzuführen und entstehen

12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8
Mittag Mitternacht

a Blaugraue Wolken über Luftdraht ziehend (Gewitterbildung).
b Heraufziehendes Gewitter, in der Ferne Blitze.

c Gewitterwolken über Station abziebend, keine Blitze.

d Sternklar. e Wolkenlos.

Fig. 12.

überwiegend infolge Potentialschwankungen der Luftschichten, welche
auf stoßweise Änderung der Ladungsverteilungen schließen lassen.
Durch Ausgleichsvorgänge in der atmosphärischen Elektrizität werden
wechselnde Ladungen der Antenne hervorgerufen und hierdurch Schwin-
gungen derselben erzeugt, welche die Störungszeichen im Detektor
bilden.“ — Ä

Zu diesen Erscheinungen durch Ladung kommen noch Störungen
durch elektromagnetische Wellen hinzu, die durch ferne Blitze her-
vorgerufen werden. Es ließ sich feststellen, daß dieee Blitze ein
markantes Zischen im Empfangstelephon entstehen lassen, welches
gut von den teils knackenden, brodelnden, teils zusammenhängenden
und wieder abgerissenen, durch atmosphärische Ladungen verursachten
Geräusche zu unterscheiden ist.

Da diese Versuche ergeben hatten, daß bei den Messungen die
meteorologischen Verhältnisse eine große Rolle spielen, machten
Wiegand und Lutze gleichzeitige Beobachtungen auf einer Ballon-
und einer Landstation. Es liegen die Berichte von zwei Freiballon-
fahrten vom 24. bis 25. September 1912 und vom 27. Oktober
1912 vor.

10*

140 Paul Ludewig.

Bei der Ballonstation wurde eine Empfangsantenne nach der von
P. Ludewig vorgeschlagenen Form benutzt, und zwar wurden in
Abständen von etwa 2 m drei Ringe aus 1 mm Gummiaderdraht
um den Ballon geschlungen und ihr Verbindungsdraht in den Korb
geführt. Der untere Antennenteil bestand aus einem nach unten
hängenden Draht von 70 m.

Als feste Landstation wurde die in Halle-Cröllwitz liegende Ver-
suchsstation für drahtlose Telegraphie benutzt. Es diente hier als
Antenne ein 18,5 m hoch und 22 m lang horizontal ausgespannter
Kupferdraht mit der Erde als Gegengewicht.

Auf beiden Stationen wurden die im Empfangstelephon gehörten
Geräusche registriert und zwar in der Weise, daß die Geräusche
ihrer Intensität nach in einer fünfteiligen Skala gewertet und die
in je drei Minuten auftretende Anzahl von Störungen als Maß für
die Disposition der Atmosphäre zu Störungserscheinungen angesehen
wurde. Auf beiden Stationen waren die Detektoren direkt in die
Antenne eingeschaltet. ,

Die erste Fahrt begann am 24. September abends 6 Uhr und
führte von Halle bis in die Nähe von Diedenhofen, wo die. Landung
am 25. September mittags erfolgte. Aus den Beobachtungen ergab
sich, daß die im Ballon und den Landstationen gemessenen Störungen
im großen und ganzen parallelen Verlauf nehmen, daß auch hier die
früher beobachtete Periode auftritt, daß aber, im einzelnen betrachtet,
die Zahl der Störungen auf den beiden Stationen wesentlich verschieden
ist. Auch die meteorologischen Verhältnisse auf den beiden Stationen
waren wesentlich verschieden, z. B. gingen gegen Schluß der
Beobachtungen über die Hallenser Station starke Regengüsse nieder,
während der Ballon über einer Gegend schwebte, die nur von einer
dünnen, unterbrochenen Strato-Kumulusdecke überzogen war.

Die zweite Fahrt fand am 27. Oktober morgens um 7 Uhr von
Halle aus statt und führte bis nach Mecklenburg. An diesem Tage
kam Mitteldeutschland in den Bereich eines von Westen heranziehenden
Tiefdruckgebietes, das die Fahrt wesentlich beeinflußte. Es zeigte sich
bei dieser Fahrt in der zeitlichen Änderung der Störungszahlen kein
Parallelismus in den Beobachtungen im Ballen und auf dem Lande.

Speziell die Beobachtungen in Halle scheinen durch starke lokale
Einflüsse, wie Landregen usw., wesentlich modifiziert worden zu sein.
Bei der Ballonstation andererseits scheinen Schichtungen in der Atmo-
sphäre wesentlichen Einfluß gehabt zu haben. Inmitten einer Wolken-
schicht erreichten die Störungszahlen z. B. ein Maximum und nahezu

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 141

proportional dem Abfall der Temperatur und Feuchtigkeit gingen sie
beim Heraustreten des Ballons aus den Wolken zurück.
Die Verfasser folgern aus ihren Versuchen:

„Durch gleichzeitige Beobachtungen in Freiballon und Land-
station wird eine Übereinstimmung des täglichen Ganges der elek-
trischen Empfangsstörungen an beiden Orten, wie er sich in der
doppelten Periode ausprägt, festgestellt. Diese steht im engsten Zu-
sammenhang mit dem Stand der Sonne.

Die einzelnen Störungsgeräusche werden bei größeren Entfernungen
zwischen beiden Stationen nicht zeitlich übereinstimmend gefunden.

Verschiedenheiten in den Störungszahlen auf den beiden Beob-
achtungsstationen lassen sich auf lokale meteorologische Einflüsse
zurückführen.

Die Häufigkeit der Störungen ändert sich mit dem Wechsel der
vom Ballon durchfahrenen Luftschicht.

Eine derartige Übereinstimmung des Ganges der luftelektrischen
Empfangsstörungen mit den gleichzeitigen Änderungen der nach der
Zerstreuungsmethode gemessenen luftelektrischen Leitfähigkeit der
Kondensationskernzahl läßt sich aus den Beobachtungen nicht ent-
nehmen.“

Weiter sind die Störungen von Eccles untersucht worden. Er fand,
daß ihre Zahl und Intensität in ähnlicher Weise während der Zeit des
Sonnenaufgangs bzw. -untergangs schwankt, wie es von den drahtlos
übermittelten Zeichen berichtet worden ist. Eccles berichtet darüber
folgendes: ‚Wenn man etwa eine Viertelstunde vor Sonnenuntergang
an einem günstigen Nachmittage im Spätherbst oder Winter zu horchen
beginnt, so sind die im Telephon gehörten Störungen wenig zahlreich und

«schwach, wie sie den ganzen Tag über gewesen sind; 5 Minuten nach
Sonnenuntergang tritt dann eine Veränderung ein: die Störungen
werden erheblich seltener und schwächer, bis 10 Minuten nach Sonnen-
untergang eine plötzliche deutliche Beruhigung einsetzt und etwa
1 Minute anhält. In dieser Periode herrscht häufig vollständige, ein-
drucksvolle Stille. Dann fangen die Störungen an wiederzukommen;
sie nehmen rasch an Zahl und Stärke zu und gehen im Verlaufe weniger
Minuten in den stetigen Strom starker Störungen über, wie er der
Nacht eigentümlich ist.“

Ferner findet Eccles, daß während der erwähnten Sonnen-
finsternis die Stärke der Störungen in ähnlicher Weise schwankte wie
die Stärke der von Clifden ankommenden elektrischen Wellen.

142 Paul Ludewig.

Nach den erwähnten Untersuchungen haben die Irrgänger zwei
voneinander sehr verschiedene Ursachen. Sie werden entweder durch
ferne Blitzschläge hervorgerufen und unterliegen dann auch all den
Änderungen, die bei gewöhnlicher, drahtloser Übertragung eintreten,
sind also in der Nacht lauter als am Tage und zeigen in ihrer Stärke
auch in der Dämmerung die typischen Schwankungen. Sie sind
naturgemäß besonders zahlreich, wenn auf Grund der Hoch- und Tief-
druckverteilung Gewittertendenz vorhanden ist. Ein Teil dieser
Gruppe der Irrgänger wird wahrscheinlich durch Gewitter hervor-
gerufen werden, die in den Tropen in der Entladung begriffen sind.

Die zweite Gruppe der Irrgänger läßt sich auf Schwankungen
des Potentialgefälles in unmittelbarer Nähe der Empfangsstation
zurückführen. Durch gleichzeitige Registrierung des Potentialgefälles
und der Irrgänger ist dieses einwandfrei nachgewiesen worden.

i | | | | |
10 12 2v. 4 G 8 10 12

Ncht. Mttg.
Fig. 13.

Es ist nicht leicht, die Stärke, die Eigenart und die Zahl der Irr-
gänger durch quantitative Messungen zu bestimmen. Fig. 13 zeigt
eine Registrierung des Antennenstromes mit Hilfe eines registrierenden
Galvanometers, die von M. Dieckmann aufgenommen worden ist.
Dazu gehört aber eine ziemlich komplizierte Apparatur, die nur in
wenigen, gut eingerichteten Laboratorien vorhanden ist. Diese Methode”
kommt also nicht dort in Betracht, wo etwa eine sehr große Anzahl
von Beobachtungsstationen gleichzeitige Messungen ausführen snll.

Die Stärke der Störungen könnte man unter Berücksichtigung der
in Kapitel II gemachten Einschränkungen nach der Parallelohmmethode
bestimmen. Allerdings sind die einzelnen Geräusche so sehr in ihrer
Stärke verschieden, daß man auch damit nicht viel erreichen wird.
Man kann höchstens für die stärksten Signale angeben, bei welchem
Parallelwiderstand sie zum Verschwinden gebracht werden.

Die Kommission für Radiotelegraphie der British Asso-
ciation, deren Tätigkeit wir unten zu erwähnen haben, hat folgende
Methode vorgeschlagen:

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 148

„Eine auf Papier gezogene Linie wird so eingeteilt, daß sie die
Zeit darstellt — z. B. 10, 20, 30... Sekunden; in die Nähe der ge-
teilten Linie legt man eine Taschenuhr mit einem Sekundenzeiger,
und der Beobachter, der die Telephone trägt und auf die Uhr sieht,
bewegt seinen Schreibstift so auf der geteilten Linie entlang, daß die
Spitze des Stiftes in dem Augenblick durch den Teilstrich 10 oder
20 oder 30 hindurchgeht, wo der Sekundenzeiger auf seinem Ziffer-
blatt durch dieselbe Zahl hindurchgeht. So oft der Beobachter eine
Störung hört, zeichnet er über der Linie eine Marke ein, welche die
‚Störung darstellt, und verzeichnet somit den Augenblick ihres Ein-
treffens. Ein Knacken wird durch einen Auf- und Niederstrich dar-
gestellt, der nahezu senkrecht zur Linie steht; ein Knarren durch eine
unregelmäßige Marke oberhalb der Linie, und zwar so, daß sie von der
Linie ausgeht und auf ihr endet und eine Fläche einschließt. Ein
Summen oder Pfeifen kann durch eine niedrige, gewellte Marke dicht
über der geteilten Linie markiert werden. Eine sehr starke Störung
mag etwa einen halben Zoll (etwa 12,5 mm) hoch versinnbildlicht
werden und eine sehr schwache etwa !/,, Zoll (etwa 1,5 mm) oder
weniger, usf.“

VIII. Die Erklärungen für den Unterschied bei Tag und Nacht.

Für den in Abschnitt IV beschriebenen Unterschied in der Emp-
fangsstärke bei Tag und Nacht sind von vielen Seiten Erklärungen
versucht worden.

Während Marconi nach den Ergebnissen seiner ersten Versuche
annahm, daß die Einwirkung der Sonnenstrahlen durch das Auf-
treten eines photoelektrischen Effektes an der Sendeantenne selbst
zu erklären sei, der die Aufladung der Antenne zum Teil unmöglich
mache, hat sich in der Folgezeit ergeben, daß diese Annahme un-
richtig ist; die Einwirkung der Sonnenstrahlen auf die elektromagne-
tischen Wellen geht vielmehr in dem Raum, der zwischen den Sta-
tionen liegt, vor sich.

Dabei sind noch zwei grundverschiedene Auffassungen möglich.
Entweder man nimmt an, der Empfang am Tage ist normal und die
großen Reichweiten in der Nacht werden durch besondere Erschei-
nungen wie Reflexionen u. dgl. hervorgerufen, oder man betrachtet
die Empfangsintensität in der Nacht als normal und denkt sich die
geringeren Empfangsintensitäten am Tage dadurch hervorgerufen,
` daß unter dem Einfluß der Sonne Absorptionserscheinungen auf-
treten.

144 Paul Ludewig.

Die zweite Auffassung haben anfänglich Kiebitz und Fleming
vertreten.

Kiebitz schreibt: ‚Die Dichte und damit auch der Brechungs-
exponent für elektrische Wellen nimmt mit der Höhe über dem Erdboden
ab. Infolgedessen ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen in
hohen Schichten etwas größer als in tiefen, und ein geradlinig polari-
sierter Wellenzug, der parallel zur Erdoberfläche fortschreitet, muß
nach der Erde hin gebrochen werden.“

Eine Durchrechnung dieser Verhältnisse liefert ihm folgendes
Ergebnis: ‚Die Dichte der Atmosphäre müßte sich also für 1 km
Entfernung über dem Erdboden im Verhältnis 29 : 13 verringern, wenn
sie eine so starke Brechung der elektrischen Wellen verursachen sollte,
daß sie unabhängig von den Eigenschaften der Erdoberfläche der
Erdkrümmung folgen können. In Wirklichkeit nimmt die Dichte in
diesem Bereich nur im Verhältnis 76 : 67 oder 29:26 ab. Die Prismen-
wirkung der Atmosphäre kann also die Strahlung nicht hindern, in
hohe Schichten zu gelangen; immerhin ist sie stark genug, um das
Telegraphieren über Entfernungen, bei denen die Erdkrümmung eine
Rolle spielt, erheblich zu begünstigen.

Ist ferner die Atmosphäre nicht homogen geschichtet, sondern
findet infolge von Sonnenstrahlung usw. ungleichmäßige Erwärmung
‘statt, so können Brechungserscheinungen auftreten, die analog wirken,
wie die Schlieren bei den optischen Wellen. Derartige Schlieren-
bildungen großen Maßstabes im Strahlengange (Böen, Niederschläge)
= werden daher die Reichweiten herabsetzen; da sie bei Sonnenlicht
und über Land naturgemäß am stärksten auftreten müssen, so er-
klärt sich die bekannte Tatsache, daß am Tage geringere Entfernungen
überbrückt werden als b>i Nacht, und über Land geringere als über
Wasser.“

Eine etwas andere Auffassung hat Fleming; aber auch bei ihm
sind die Nachtresultate die normalen, die am Tage durch die Sonne
beeinflußt werden. Von der Sonne werden am Tage die oberen
Schichten der Atmosphäre ionisiert, und an den gebildeten Ionen
kondensieren sich Wassertropfen. Die Gesamtheit der so in
großer Höhe gebildeten Wassertropfen bildet dann eine Schicht, die
eine größere Dielektrizitätskonstante besitzt als die unteren, nicht
ionisierten Schichten. Eine elektrische Welle wird sich daher in den
oberen Schichten langsamer fortpflanzen. Das hat zur Folge, daß
die Welle von unten unter flachem Winkel die oberen Schichten er-
reichend, in ıhrer Richtung nach aufwärts gebogen wird. Da infolge

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 145

der Erdkrümmung die Wellen unter der Annahme geradliniger Aus-
breitung immer an diese obere Schicht gelangen werden, so wird bei
größerer Entfernung ein großer Teil der Wellen nach oben weggebogen
und gelangt nicht zur Empfangsstation. Die Fmpfangsenergie wird
daher am Tage geringer sein als in der Nacht, wo eine Ionisation und
darauffolgende Wassertröpfchenbildung in den oberen Schichten nicht
vorhanden ist.

Diese beiden Auffassungen sind entstanden, ehe die Versuche
von Reich und Austin erwiesen haben, daß die Tagesergebnisse
innerhalb der zu erwartenden Genauigkeit mit den theoretisch er-
rechneten übereinstimmen. Danach ist es bewiesen, daß der Verkehr
am Tage der normale ist und daß die großen Empfangsintensitäten in
der Nacht durch Störungen verursacht werden.

Sehr anschaulich vertritt Barkhausen diesen Standpunkt. Er
gibt zwar keine Erklärung, worauf im Grunde der Unterschied in den
Tag- und Nachtresultaten zurückzuführen ist und hält dies für eine
Spezialaufgabe der meteorologischen Forschung; er nimmt
aber an, daß aus irgendwelchen Ursachen in der Nacht eine Reflexion
an Schichten, die in großer Höhe liegen, eintritt und daß außer dem
direkten, durch Beugung zur Empfangsstation gelangenden Strahl
nachts ein zweiter an diesen oberen Schichten reflektiert wird.

Barkhausen schreibt darüber folgendes: ‚Man muß nach
den Versuchen annehmen, daß die schwachen Tageswerte der nor-
malen Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen entsprechen, die
meist stärkeren, unregelmäßigen Nachtwerte dagegen durch eine außer-
gewöhnliche Ausbreitung hervorgerufen werden. Man kann sich diese
etwa durch eine Spiegelung (Fig. 14) in der Atmosphäre hervor-

146 | Paul Ludewig.

gerufen denken, wie sie ja auch beim Licht als Fata Morgana be-
kannt ist. Die Empfangsantenne wird dann von dem direkten durch
keine Beugung oder Erdabsorption geschwächten Wellenzug getroffen,
der bei großen Entfernungen viel stärker ist als der durch die reguläre
Beugung bedingte. Ist z. B. der Beugungsfaktor B = 0,01 und gehen
bei der Spiegelung selbst 90°/, verloren, so hätte doch der gespiegelte
Strahl noch die zehnfache Intensität von der des gebeugten. Diese
Anschauung, daß die schwachen Tageswerte einer regulären, die Nacht-
werte einer irregulären Ausbreitung entsprechen, erklärt ohne weiteres
die wesentlich größeren Intensitätsschwankungen des Nachts, indem
eine durch Unregelmäßigkeiten in der Atmosphäre bedingte Spiege-
lung leichter Störungen ausgesetzt sein muß als die stets eintretende
Beugung. Auch die Beobachtung, daß nur am Tage die langen Wellen
den ‘kurzen in der Reichweite so überlegen sind, wird dadurch leicht
verständlich; denn bei der Beugung sind lange Wellen sehr im Vorteil,
während man sich bei der Spiegelung eher einen Vorteil von den kurzen
Wellen versprechen kann. Warum diese rätselhafte Spiegelung, oder
wie man es sonst nennen will, die seit langem von allen Beobachtern
festgestellt ist, gerade nachts ziemlich unregelmäßig eintritt, tags
aber nicht, ist eine von den vielen Fragen, auf die sich zurzeit noch
keine exakte Antwort geben läßt.“

Einen Schritt weiter führen die Erklärungsversuche!) von Eccles,
Erskine-Murray und Kenelly. Eccles gelangte zu folgender
Theorie: Nach Heaviside ist in großer Höhe in der Atmosphäre eine
dauernd ionisierte Schicht von großer elektrischer Leitfähigkeit am
Tage und in der Nacht in gleicher Weise vorhanden. Die darunter-
liegenden Schichten sind nicht dauernd ionisiert, sondern werden es,
wenigstens in den höher gelegenen Teilen, erst bei Sonnenbestrahlung.
Da aber in ionisierter Luft die Fortpflanzungsgeschwindigkeit elek-
trischer Wellen größer ist als in nichtionisierter, so wird mit zunehmender
Höhe über dem Erdboden die Geschwindigkeit der Wellen zunehmen.
Infolgedessen wird eine Wellenfront sich bei ihrem Fortschreiten nach
vorn überneigen und sich mehr oder weniger als die Erdoberfläche
krümmen.

Der Unterschied zwischen den Tag- und Nachtbeobachtungen ist
daraus zu erklären, daß bei Nacht die dauernd ionisierte Heaviside-
Schicht wie eine reflektierende Oberfläche wirkt und daß am Tage
die reflektierende Wirkung der oberen Schicht infolge der durch die

1) Siehe auch die Ausführungen von Zenneck in seinem Lehrbuch
der drahtlosen Telegraphie. 2. Aufl. 1913. S. 315f.

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 147

Sonnenstrahlung erzeugten Zwischenschicht, die nach der obigen Be-
trachtung die Wellen nicht bis zur Heaviside-Schicht gelangen läßt,
unmöglich gemacht wird. Durch die reflektierende Wirkung der
Heaviside-Schicht würden damit in der Nacht bei geeigneter Ent-
fernung und Wellenlänge die außergewöhnlichen Reichweiten erzielt.

Diese Hypothese viele Beobachtungsergebnisse; so z. B. die
Tatsache, daß man bei Nacht über bergiges Terrain leichter
telegraphiert als am Tage. ‚Wir haben nur nötig, anzunehmen, daß
bei Nacht die Heaviside-Schicht Wellen aller Frequenzen gleich
gut reflektiert, daß der Himmel in elektrischem Sinne durch die
Strahlung seitens der Sendestation aufgehellt wird und Strahlen in
die jenseits der Berge liegenden Täler sendet, wobei die Wirksamkeit
der Signalgebung größer ist, wenn die Stationen nicht zu dicht unter
den Hügeln liegen. Bei Tage verschleiert die ionisierende Mittel-
schicht der Atmosphäre die reflektierende Schicht und bricht die
Wellen in gewissem Grade über die Berge hinweg.“

Das Bestehen einer reflektierenden Schicht in größter Höhe scheint
danach in allereinfachster Weise die Unterschiede im Empfang zwischen
Tag und Nacht zu erklären. Auch von Erskine-Murray wird dieser
Standpunkt vertreten. Seine Schlußfolgerung ist etwa die folgende:
Die elektrischen Wellen müssen ein isolierendes Medium haben, wenn
sie sich fortpflanzen sollen. Innerhalb eines Leiters ist eine draht-
lose Telegraphie unmöglich. An der Grenzfläche eines Leiters und
eines Isolators werden die elektrischen Wellen der Oberfläche des
Leiters folgen. Das ist der Fall an der Grenzfläche zwischen Erdboden
und Luft. In großer Höhe ist infolge der großen Luftverdünnung
und der dauernden Ionisation eine zweite leitende Schicht vorhanden,
und die Wellen laufen nun in der Nacht zwischen diesen beiden leitenden
Schichten und werden zum Teil an der oberen Schicht reflektiert. Am
Tage treten dagegen neue Versuchsbedingungen durch die Wirkungen
der Sonnenstrahlen auf. ‚Es scheint daher, daß in der Nacht die
untere Fläche der (oberen) leitenden Schicht scharf begrenzt ist und
daher als guter Reflektor wirkt, während am Tage der Übergang von
der oberen, leitenden zur unteren, nichtleitenden Schicht nicht scharf
ist und die Grenzfläche einen verschwommenen Charakter bekommt und
keine vollkommene Reflexion mehr herbeiführen kann.“ Diese An-
schauung, die ein wenig von der Theorie von Eccles abweicht, stützt
sich auch auf Ausführungen von Kenelly, die im wesentlichen in den
folgenden Sätzen enthalten sind: „Es ist von Dr. J. J. Thomson ge-
zeigt, daß verdünnte Luft im Laboratorium bei einem Druck von 0,01 mm

148 Paul Ludewig.

Quecksilbersäule in einem Glasgefäß mit metallischen Elektroden
den elektrischen Strom ebensogut leitet wie verdünnte Schwefelsäure.
Man kann erwarten, daß in einer Höhe von 70 km über dem Meeres-
spiegel und bei der gleichmäßigen Temperatur von — 60° C die Luft
eine solche Dichte besitzt. Wenn diese verdünnte Luft die Elektrizität
bei den geringen elektrischen Intensitäten der drahtlosen Telegraphie
ebensogut leitet, wie sie es in Vakuumgefäßen bei den im Laboratorium
verwendeten großen Intensitäten tut: dann sollten wir erwarten, daß,
ob die Sonne scheint oder nicht, in dieser Luft eine Leitfähigkeit von
derselben Größe vorhanden ist wie im Ozeanwasser. Wenn solch eine
leitende Schicht plötzlich in einer bestimmten Höhe beginnt, so daß
eine exakt definierte Oberfläche die leitende von der nichtleitenden
Luft trennt, dann sollten wir erwarten, daß diese Oberfläche dieselbe
Wirkung wie eine umgekehrte Meeresoberfläche haben müßte. Elektro-
magnetische Wellen würden, wenn sie diese Oberfläche von unten
her erreichen, nicht wesentlich in sie eindringen, sondern würden längs
entlang gleiten, geradeso wie sie längs des Salzwassermeeres unten
entlang gleiten, und die Wellen würden sich über die Oberfläche der
Erde nur in zwei Dimensionen ausbreiten. — Dieses würde in hohem
Maße der Verminderung der Amplitude entgegenarbeiten, die bei der
dreidimensionalen Ausbreitung natürlich wäre, und die Stärke der
Signale bei großen Entfernungen vergrößern. Man hat angenommen,
daß einige der ungewöhnlich großen Entfernungen, die gelegentlich
in der Nacht erreicht wurden, ıhren Grund in einer solchen reflek-
tierenden Schicht haben. Wenn andererseits die leitende Schicht nicht
scharf begrenzt ist und die Leitfähigkeit langsam zu einem Maximum
wächst, wenn man von unten nach oben geht, so kann man eine Zer-
streuung und nur wenig oder keine Reflexion erwarten, so daß Signale
bei großen Entfernungen geschwächt, anstatt wie bei Anwesenheit
der leitenden Schicht verstärkt werden.“

IX. Die Erklärungen für die Dämmerungsschwankungen.

Die in Abschnitt V erwähnten Schwankungen der Empfangs-
intensität in der Dämmerung müssen sich auf Grund der in Ab-
schnitt VIII enthaltenen Theorien gleichfalls erklären lassen; denn
daß sie mit dem Aufgang und Untergang der Sonne zusammenhängen,
geht daraus hervor, daß die Schwankungen genau in der Zeit zwischen
dem Sonnenaufgang (Sonnenuntergang) auf der einen und dem Sonnen-
aufgang (Sonnenuntergang) auf der anderen Station zu beobachten
sind. Sie müssen daher auch mit den Erscheinungen in engstem Zu-

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 149

sammenhang stehen, für die im vorigen Kapitel Erklärungen gegeben
worden sind.

Eccles nimmt an, daß bei Sonnenuntergang oder -aufgang durch
Wiedervereinigung oder Bildung von Ionen starke Störungen in der
Atmosphäre auftreten, die zum Teil Flecken oder Bänke ionisierter
Luft und damit unregelmäßige Zerstreuung infolge Brechung usw.
entstehen lassen. Die von Marconi erhaltenen Kurven (siehe Fig. 3)
erklärt Eccles folgendermaßen:

„Erstens biegt während des Tages die Brechung in der ionisierten
Mittelschicht der Atmosphäre einige der von Cape Breton kommenden
Strahlen direkt nach Clifden, vielleicht unter Absorption; zweitens
wird nach Sonnenuntergang in Clifden, aber vor Sonnenuntergang
in Cape Breton die von letzterem Punkte ausgehende Strahlung längs
einer gekrümmten Bahn in dem Teile der mittleren Atmosphäre ge-
brochen, der noch beleuchtet ist, sie durchdringt dann den Dämme-
rungsgürtel und wird weiterhin auf ihrem Wege um die Erdkrümmung
durch die Heaviside-Schicht unterstützt; drittens bezeichnet die
Dämmerung, während sie nach Westen fortschreitet, die Vernichtung
einer brechenden Struktur, in welcher die Fortpflanzung eine gute
ist, und die Struktur, in welcher die Fortpflanzung gleichfalls besser
ist als in dem Gürtel selbst. Es wird daher eine Lage des Gürtels geben,
die ein Minimum der Signalstärke bewirken wird, und diese wird tat-
sächlich erreicht, wenn der Gürtel nicht sehr weit unterhalb des Hori-
zontes der Empfangsstation liegt: Viertens und letztens scheint es,
daß der Dämmerungsgürtel, wenn er über oder hinter der Sende-
station durchgegangen ist, die Signale in willkürlicher, unregelmäßiger
Weise durch einen Reflexionsvorgang oder, weniger wahrscheinlich,
durch irgendeine linsenartige Wirkung verstärken kann.“

Ferner schreibt er: „Zunächst liegt es auf der Hand, daß, wenn
wir die Flächen gleicher Ionisierung in einer ruhigen Atmosphäre
rings um den Erdball zeichnen, diese Flächen an solchen Orten
der Erde am nächsten sein werden, für welche die Sonne ım Me-
ridian steht, und daß sie an solchen Orten, an denen die Sonne
gerade auf- oder untergeht, einigermaßen steil von der Erde fort an-
steigen werden. Die Gebiete, in denen der Übergang vom Tages-
niveau zum Nachtniveau erfolgt, bilden ein großes, kreisförmiges Band
rings um den Erdball, das gegen die Meridiane um einen von der
Jahreszeit abhängigen Winkel geneigt ist. Dieses Gebiet der Atmo-
sphäre wird sich, da es sich beständig mit der Sonne bewegt, in einem
Zustande starker elektrischer Störung befinden. Eine Bildung von

150 Paul Ludewig.

Ionen geht in der einen Hälfte des großen Kreises wirksam vor sich
und eine Wiedervereinigung in der anderen Hälfte, und diese Vor-
gänge erfolgen zweifellos, selbst in einer ruhigen Atmosphäre, einiger-
maßen unregelmäßig mit dem Ergebnis, daß Flecken und Bänke
ionisierter Luft analog den Nebelbänken, denen man auf See begegnet,
vorübergehend dieses Band in der mittleren Atmosphäre bilden werden.
Die Wirkung solcher Flecken verschieden stark ionisierter Luft auf
elektrische Wellen, die sich durch das Gebiet fortpflanzen, ist, an-
gesichts des zwischen der Geschwindigkeit der Wellen und der Konzen-
tration der Ionen bestehenden Zusammenhanges, eine erschwerende.

Die Zerstreuung durch wiederholte Brechung wird dahin wirken, das
Gebiet für Wellen, durch deren Richtung es hindurchführt, undurch-
dringlich zu machen. Wir dürfen daher erwarten, daß die Regel-
mäßigkeit der Fortpflanzung durch die stetig ionisierten horizontalen
Schichten, die bei Tage herrscht, durch die Übergangsbänke und
-flecken, die bei Dämmerung auftreten, stark gestört werden wird,
und daß als letzte Folge hiervon die in den Empfangsapparaten ge-
hörten Töne sehr geschwächt werden.“

Ausführlich geht auch Kenelly auf die Dämmerungsschwan-
kungen ein. Er nimmt an, daß die in der Nacht unbeschienene Luft,
sobald sie am Morgen von den Sonnenstrahlen getroffen wird, sich
sofort ionisiert und daß daher an der Grenzfläche zwischen in Nacht
getauchter und unbeschienener Luft eine scharfe Trennung von nicht-
leitender und leitender Luft vorhanden ist. Diese Grenzschicht muß
in hohem Maße reflektierende Eigenschaften besitzen. Denkt man sich

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 151

einen Schnitt durch den Äquator der Erde gelegt, und zwar so, daß
der Südpol nach vorn zu liegt (siehe Fig. 15), so kann man sich nach
Kenelly die Schwankungen folgendermaßen erklären:

„l. Wenn beide Stationen ganz im Schatten sind, wie 20, 20’;
21, 21’; 22, 22’; 23, 23°; 0,0; 1, l’; 2, 2°; 3, 3’; 4, 4’; so werden
bei Abwesenheit von Gewittern und meteorologischen Störungen die
ausgetauschten Signale normal empfangen werden.

2. Wenn kurz vor der Morgendämmerung auf der östlichen Station
der Schattenwall hinter diese Station kommt, so wird er für diese
Station wie ein teilweiser Reflektor wirken und die Zeichen verstärken.

3. Wenn der Schattenwall bis zu einem Punkt zwischen den
beiden Stationen vordringt, wie bei 6 und 6’, so wird er wie ein teil-
weises Hindernis wirken und die Zeichen schwächen.

4. Wenn der Wall einen Punkt erreicht, der etwas hinter der
westlichen Station liegt, wie bei 7, 7’, so wird er wie ein zeitweiliger
Reflektor für die letztere wirken und zeitweilig die Signale verstärken.

5. Wenn beide Stationen im vollen Sonnenlichte sind, so sind
ihre Zeichen der Tageslichtverminderung unterworfen, wie sie durch
diffuse Leitung in höheren Luftschichten herbeigeführt wird.

6. Wenn der Sonnenuntergangswall hinter die östliche Station
gelangt, wie bei 17, 17’, so wird er für die letztere wie ein zeitweiliger
Reflektor wirken und die Signale verstärken.

7. Wenn der Sonnenuntergangswall bis zwischen die Stationen
kommt, so wird er wie ein Hindernis wirken, die Wellen zurückwerfen
und die Zeichen merkbar schwächen. :

8. Wenn der Sonnenuntergangswall hinter die westliche Station
kommt, so wird wieder ein zeitweises Stärkerwerden der Signale durch
Reflexion eintreten. Danach greifen wieder die Bedingungen Platz,
wie sie bei dauerndem Schatten oder in der Nacht herrschen.“

X. Die bei der Sonnenfinsternis vom 21. August 1914
beabsichtigten Versuche.

Zur Untersuchung aller hier beschriebenen Erscheinungen hatten
sich im Anfang des Jahres 1914 zwei Kommissionen gebildet, die
sich die Aufgabe stellten, die Erforschung in größtem Maßstabe
durchzuführen. Das konnte natürlich nicht wie bisher dadurch ge-
'schehen, daß einzelne Forscher zwischen einzelnen Stationen Ver-
suche machten. Die Bewältigung des Problems war nicht mehr im
einzelnen drahtlos-elektrischen Laboratorium zu erreichen; es war ein
selbständiges und wichtiges Kapitel der Geophysik und der Meteoro-

152 Paul Ludewig.

logie geworden. Und wie man in der Meteorologie keine nennens-
werten Ergebnisse finden wird, wenn man nur auf einer einzigen
Station das Wetter beobachtet, wie vielmehr nur dann ein Erfolg
erzielt werden kann, wenn auf einer großen Anzahl von über ein
großes Gebiet verteilten Stationen zu gleicher Zeit Beobachtungen
gemacht werden, so mußten sich auch zur weiteren Durchforschung
des hier behandelten Problems viele Forscher zusammentun und
nach einem einheitlichen Schema und einheitlichen Ge-
sichtspunkten arbeiten.

Fig. 16.

Die beiden erwähnten Kommissionen, deren Veröffentlichungen in
diesem Jahrbuch ausführlich mitgeteilt worden sind, waren:

1. La Commission Internationale de Telegraphie Sans Fil Scien-

tifique. |

2. Ein Sonderausschuß der British Association.

Während sich der englische Ausschuß in erster Linie das Studium
der Irrgänger zum Ziele setzte, legte die Internationale Kommission
besonderen Wert auf die Erforschung der Unregelmäßigkeiten beim
praktischen drahtlosen Verkehr und hatte bereits im Jahre 1913 und
1914 Untersuchungen über die Konstanzhaltung der Energie der als
Sendestation ausersehenen Brüsseler Station begonnen.

Beide Ausschüsse beabsichtigten, die Sonnenfinsternis zu einem
ersten Versuch größten Maßstabes zu benutzen und hatten Aufrufe
erlassen, in denen ein ausführliches Programm aufgestellt war. So
hatte die Internationale Kommission sich die Mitwirkung einer An-
zahl von Sendestationen gesichert, die (siehe Fig. 16) zum Teil im
Kernschatten, zum Teil auf beiden Seiten des Kernschattens gelegen
waren, und zwar wollten sich die Stationen

Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 153

I. Petersburg 5000 m
II. Bobruisk 2500 m
III. Nauen 9400 m
IV. Norddeich 1650 m
V. Paris 2200 m

mit den angegebenen Wellenlängen beteiligen. Als Empfangsmethode
wurde der Kontaktdetektor in Verbindung mit einem Spiegelgalvano-
meter kurzer Schwingungsdauer empfohlen.

Die Ergebnisse der Beobachtungen sollten in jedem Lande ge-
sammelt und dann von einer internationalen Kommission bearbeitet
werden. Im Laufe des Juli 1914 wurden bereits umfangreiche Vor-
versuche gemacht, so daß die beteiligten Empfangsstationen Erfah-
rungen in den Messungen sammeln konnten.

Der Beginn des Krieges machte jedoch diesen großzügig an-
gelegten Versuchen ein schnelles Ende.

XI. Literaturzusammenstellung.!) F

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Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie 8, 367, 1914. Die Aus-

1) Die Arbeiten sind in der Reihenfolge angeführt, wie sie im Text
erwähnt sind.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 11

154 Paul Ludewig.

breitung der elektromagnetischen Wellen der drahtlosen Telegraphie
längs der Erdoberfläche, nach Beobachtungen bei Freiballonfahrten.

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Der Einfluß geophysikalischer und meteorologischer Faktoren usw. 155

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Über die täglichen Veränderungen der in der Natur auftretenden
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Wien, M., Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie 8, 545, 1914; Physik.
Ztschr. 15, 764, 1914. Programm der radiotelegraphischen Ausbreitungs-
versuche der Sonnenfinsternis am 21. August 1914.

Zur Sonnenfinsternis 21. August 1914. Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u.

Telephonie 8, 550, 1914.
(Eingesandt 1. Janüar 1916.)

Adresse des Autors: Dr. Paul Ludewig, Freiberg i. S., Albertstr. 22.

11%

156 Fritz Löwenstein.

Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung bei
der drahtlosen Übertragung.

Von Fritz Löwenstein.!)

Die durch Radiofrequenzströme (Hochfrequenzströme) zu über-
mittelnde Energie ist auf der Senderstation abwechselnd in Gestalt
elektrischer und magnetischer Energie vorhanden. Die elektrische
Energie ist in jenem Teile des Feldes konzentriert, welcher den Sender-
laftleiter unmittelbar umgibt.

Von dem Luftleiter gehen ebenso viele Kraftlinien senkrecht nach
oben aus wie nach unten, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht wird.

He ‘7 FT
+ Bu“ Be N
2 = ia \ U N
/ j ra $ 5 Pi A AAS N
/ f F + ’ ú p- r = $ j N 2 \ \
/ Z A ie \ A \
/ f N Ng \ \
/ / / Br A 2 / A \ \ N \ \ \ \ \ \ N
/ / / / j / / / / // / | | \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
j | f Í / u E, J] | \ \ NE \ \ \ \ \
/ | pa y l | / / HI I\\\ \ \ \ Ya \ Ra. \ \
| | | | | | | | | | | || | || | | | \ | | \ | \ \
I. ERREALI LILA 1 Jen

Fig. 1.

Das ist deshalb der Fall, weil in einem elektrischen Felde, dessen
beide Endflächen sehr verschieden an Größe sind, die elektrische Energie
in der Nähe der kleineren Endfläche (im vorliegenden Falle des Luft-
leiters) konzentriert ist, und die Verteilung der elektrischen Kraft-
linien in der Nähe der kleineren Endfläche von der Lage der größeren
Endfläche unabhängig ist.

Um ein klares Verständnis der Verteilung der elektrischen Energie
in einem Felde zu ermöglichen, das von zwei Endflächen von sehr ver-
schiedener Größe begrenzt wird, habe ich in Fig. 2 das Feld zwischen
zwei konzentrischen Kugeln dargestellt,“ deren Halbmesser zueinander
im Verhältnis 1:10 stehen, sowie ferner für ein Verhältnis 1:20.

Die elektrischen Intensitäten werden durch die Darstellung in der
linken Hälfte der Figur wiedergegeben. Hier stellt E die elektrische

1) Dem Institute of Radio Engineers, New York, vorgelegt am 1. De-
zember 1915.

Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung usw. 157

Energie als Funktion der Entfernung r vom Mittelpunkte dar. Rechts
in Fig. 2 stellt D die lineare Energiedichte
Dsi sar =L E= LE
8n 2 2 r?
dar.
Die senkrecht gestrichelte Fläche gibt somit die Gesamtenergie
im Felde wieder, während die schräg gestrichelte Fortsetzung dieser
Fläche nach außen hin die Energie angibt, welche dem Felde noch
hinzugefügt werden würde, wenn man den Halbmesser der äußeren

Fig. 2.

Randfläche auf den Wert R, = 20R, erhöhen würde. Es ist leicht
ersichtlich, daß die Änderung der Lage der größeren Endfläche nur
eine sehr geringe Änderung der Gesamtenergie und somit praktisch
keine Änderung in der Verteilung der von der kleineren Fläche aus-
gehenden Feldlinien bedingt. |

Eine derartige Vergleichung wird noch viel schlagender, wenn die
kleinere Endfläche aus Leitern mit einem Halbmesser von wenigen
Millimetern besteht und der Abstand zwischen ihnen und dem Erd-
boden von der Größenordnung von 100 m ist.

Wenn man Radiofrequenzen benutzt, wird die elektrische Energie
in dem Raume dicht um den Luftleiter in dem Empfangsluftleiter eine
Wirkung in wesentlich derselben Weise hervorrufen, als wenn die
Ladung auf dem Luftleiter eine stationäre ist. In der Fig. 3 möge
Q die dem Luftleiter mitgeteilte Elektrizitätsmenge bezeichnen und A

158 Fritz Löwenstein.

die Höhe der Ladung über dem Erdboden. Die Kraft an einer Ein-
heitsladung im Empfängerpunkte R wird gleich Q/r? sein. Das Bild
der Ladung Q erzeugt eine gleiche Kraft F”. Die resultierende elek-
trische Intensität ist daher

In einem elektrostatischen System zur Nachrichtenübermittelung
ist daher die empfangene Intensität proportional dem der Sendestation
erteilten elektrischen Moment Qh und nimmt proportional der dritten
Potenz der Entfernung ab.

Fig. 3.

Wenn in dem Senderluftleiter ein Radiofrequenzstrom vom Werte /
fließt, so ist die empfangene elektrische Intensität gleich

Ih 1
E=4n ir : 3(10)10 e
Setzen wir in diese Gleichung
| I=22nQ=2n- 0
ein, so erhalten wir: Qh
E = 2 — z,
3 \2
raz]

wo v = Lichtgeschwindigkeit = 3 - (10)! cm/sek ist.

Der Mechanismus der Strahlung-und Fortpflanzung usw. 159

Wenn wir diese durch Radiofrequenzübertragung erhaltene Energie
mit dem Werte der nach dem elektrostatischen Verfahren erhaltenen
Energie vergleichen, so finden wir, daß die Intensität in beiden Fällen
proportional dem elektrischen Moment, umgekehrt proportional der
Übertragungsentfernung r und umgekehrt proportional dem Quadrate
der Entfernung des Empfängers von den das Feld erzeugenden La-
dungen ist. i

Im Falle der elektrostatischen Übertragung ist diese Entfernung
der Ladung identisch mit der Übertragungsentfernung. Im Falle der
Radiofrequenzübertragung ist sie die mittlere Entfernung der elek-
trischen Ladungen in der Nähe der Empfangsstation von dieser Station
und wird durch 4/2% ausgedrückt.

Diese Analyse zeigt, so glaube ich, -wie schön und vorteilhaft es
ist, das statische Verfahren durch das Verfahren der Radiofrequenz-
ströme zu ersetzen, welch letzteres wir Nikola Tesla verdanken. Der
oben von mir ausgeführte Vergleich zeigt die große Überlegenheit der
Radiofrequenzströme für die Übertragung, insofern als die Entfernung
der elektrischen Wirkung von der ganzen Übertragungsstrecke auf einen
Teil der Wellenlänge erniedrigt worden ist.

Angesichts der vorstehenden Vergleichung zwischen den verschie-
denen Verfahren scheint es nicht unangebracht zu sein, einen Überblick
über die Geschichte der Technik der drahtlosen Übertragung zu geben.
Im Jahre 1885 reichte Thomas A. Edison ein Patent ein, das im
Jahre 1891 als Nr. 465971 erteilt wurde, und in welchem er die
Anwendung des statischen Verfahrens vorschlug. Ein án einer hoch-
gelegenen Senderkapazität erzeugtes elektrostatisches Feld ist eine Quelle
elektrostatischer Kraftlinien, welche den Empfangsluftleiter schneiden;
es wird dann eine Anordnung angewandt, welche die Potentialdifferenz
verzeichnet, die infolge des Vorhandenseins von Kraftlinien zwischen
der Spitze des Empfangsluftleiters und dem Erdboden besteht. Man
darf nicht vergessen, daß die Kraftlinien, welche auf den Empfangs-
luftleiter auftreffen, tatsächlich von der Senderkapazität ausgehen und
eine Bahn verfolgen, die an der Senderkapazität ihren Ausgangspunkt
hat und auf dem Boden in der Nähe des Empfangsluftleiters endet.

Im Februar 1893 setzte Nikola Tesla im Franklin Institute in
Philadelphia und dann im März 1893 nochmals in der National Elec-
trie Light Association in St. Louis sein System der drahtlosen „Hoch-
frequenzübertragung“ auseinander. In dieser Arbeit legt er dar, daß
wenn man Radiofrequenzströme von einer durch einen vertikalen Draht
mit dem Erdboden verbundenen hochgelegenen Kapazität aus an- und

160 Fritz Löwenstein.

abschwellen ließe, keine große Energiemenge erforderlich sein würde,
eine in großen Entfernungen, oder selbst über die ganze Oberfläche
der Erdkugel, wahrnehmbare Störung hervorzurufen, zumal dann nicht,
wenn der Empfängerkreis mit Hilfe von Selbstinduktion und Kapazität
‘so abgestimmt wäre, daß er mit der ausgesandten Frequenz in Reso-
nanz stände.

Bei dem Edisonschen Verfahren kam die elektrische Wirkung
auf den Empfänger unmittelbar von der Senderstation; daher war denn
auch die Strecke der elektrischen Wirkung identisch mit der tatsäch-
lichen Entfernung vom Sender zum Empfänger.

Die Einführung der Übertragung mittels Radiofrequenz durch
Tesla hatte die Wirkung, eine beträchtliche Menge der Luftleiter-
ladung in unmittelbare Nähe des Empfängers zu bringen, so daß die
elektrische Intensität am Empfänger proportional dem Quadrate des
Verhältnisses zwischen Senderentfernung und der zur Übertragung
dienenden Wellenlänge vermehrt wurde.

Die vergleichende Analyse, die ich hier mitgeteilt habe, ist das
Ergebnis einer Unterhaltung mit Herrn Lieutenant-Commander A. J.
Hepburn von der Marine der Vereinigten Staaten, dem ich hierdurch
meinen Dank aussprechen möchte.

Die Analyse der bei der Übertragung über mangelhaft leitenden
Erdboden auftretenden komplizierten Wellenform, wie sie Sommer-
feld gegeben hat, ist sehr wertvoll und interessant. Das gleiche gilt
auch für die Berechnungen der durch die Kugelgestalt der Erde her-
vorgerufenen Wirkung und der Wirkung der Absorption, wie sie in
den geistreichen Arbeiten eines Poincaré, eines Nicholson, eines
Austin und eines Zenneck vorliegen.

Die grundlegende Frage bleibt indessen die, ob wir das gegen-
wärtig geübte Verfahren als eine Übertragung durch Hertzsche Wellen
bezeichnen dürfen, ähnlich denen, wie sie der Hertzsche Öszillator der
anfänglichen Marconischen Apparatur aussendet, oder als eine eigent-
liche Leitung längs des Erdbodens, wie sie Tesla im Jahre 1893 vor-
geschlagen hat. Die Arbeit von Sommerfeld hat diesen Zweifel nur
verstärkt, insofern er sich durch den mangelhaft leitenden Erdboden,
dessen Vorhandensein er bei seiner Analyse angenommen hat, veranlaßt
gesehen hat, die gesamte Wellenwirkung in eine räumliche Welle und
eine Öberflächenwelle zu zerlegen. Infolgedessen hat sich bei vielen
Radioingenieuren die Auffassung festgesetzt, daß die Übertragung der
Energie durch zwei getrennte und verschiedene Vorgänge erfolge.

Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung usw. 161

Um diese prinzipielle Frage zu entscheiden, nehme ich den Erd-
boden als eben und gut leitend an, eine Annahme, die für den Fall
der Übertragung über Meereswasser durchaus zulässig ist.

Die empfangene elektrische Energie

Ih 1
B=-enz,. "zo
läßt sich ausdrücken als
Oh
= 874? —. 1
E 7 PEE (1)

Bezeichnen wir mit Q die elektrische Ladung im Luftleiter und
mit q die elektrische Ladung jeder einzelnen auf der Erde entlang

6
A A, N N
zZ 7

+-2 —

Fig. 4.

gleitenden Halbwellenlänge, so finden wir, daß die mittlere Ladungs-
dichte auf der Zone Z (Fig. 4)

Oa n a

2 _—
wg

und die Höchstdichte auf dem Scheitel

T _ q4
T= 5 Im T yA

ist.
Daher ist die elektrische Intensität:

Pedara n (2)
rÀ

Auf Grund einer Vergleichung der Gleichungen (1) und (2) finden wir,

162 Fritz Löwenstein.

daß die ausgestrahlte Ladung
h
= 4g —
ga=4n e
, und daher von der Entfernung unabhängig ist.

Wir können daher den Vorgang der Ubertragnng folgendermaßen
beschreiben: Eine Höchstladung Q in einem Luftleiter schwingt zum
Erdboden und zurück und verursacht bei jeder Halbschwinpgung die
Aussendung einer ausgestrahlten Ladung q längs des Bodens. Dabei

Fig. 5.

können wir das Verhältnis dieser ausgestrahlten Ladung g zur vollen
Ladung des Luftleiters,

den Strahlungsfaktor nennen, und dieses Verhältnis erscheint unab-
hängig von der Entfernung.

Das An- und Abschwellen der elektrischen Ladung des Luft-
leiters hat naturgemäß ein. magnetisches Feld zur Folge, welches einen
Teil der abgetrennten Energie darstellt. Während dieses Vorganges
der Energieabtrennung überwiegt die magnetische Energie Fig. 5
zeigt die elektrische und die magnetische Intensität in verschiedenen
Entfernungen. In einer Entfernung von einem Sechstel der Wellen-
länge ist die magnetische Intensität M um 40 v. H. größer als die
elektrische Æ; in einer Entfernung gleich einer halben Wellenlänge

Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung usw. 163

beträgt das Übergewicht der magnetischen Intensität über die elek-
trische nur 5 v. H.; und in einer Entfernung gleich der Wellenlänge
besteht zwischen beiden Intensitäten praktisch kein Unterschied.

Zur bequemen Berechnung der in Fig. 5 benutzten Werte habe
ich die Formeln für die elektrische und die magnetische Intensität
folgendermaßen angeordnet:

Denr. % -aa (2) Filz) 2)

o Q} 2| T A
M=2-; j+ Bj + 167° 2 |

In einem Hertzschen Oszillator bewegen sich keine elektrischen
Ladungen oder Elektronen längs der Äquatorislebene, während sie bei
der drahtlosen Übertragung tatsächlich durch den Boden fließen und
die Energie mit sich führen, welche die Empfangsapparate betätigt.

. Erscheint es weiter angesichts der Krümmung der Erde nicht
naturgemäßer, von der Leitung eines Radiofrequenzstromes zu sprechen
und das mit diesem wandernde elektrische und magnetische Feld als
das ihn begleitende . Ergebnis anzusehen, als die Radioübertragung als
identisch mit der Strahlung eines Hertzschen Oszillators zu bezeichnen,
die durch eine leitende Äquatorialebene sowie durch die Beugung der
Strahlungslinien infolge der Krümmung der Erde und des Vorhanden-
seins der oberen leitenden Schicht modifiziert worden ist?

Es ist mir für die Entwickelung der drahtlosen Übertragungs-
technik als vorteilhaft erschienen, die Kenntnis unserer Atmosphäre,
wie ich sie im Folgenden darlegen werde, jedem Radioingenieur zu-
gänglich zu machen, der in der Lage ist, quantitative Beobachtungen
anzustellen.

Figur 6 zeigt die chemische Zusammensetzung, den Druck und
die Temperatur der Atmosphäre in den verschiedenen Höhen.

Bei Sonnenuntergang angestellte Messungen der Lichtstärke zeigen
drei deutliche Unstetigkeiten, wenn die letzten Strahlen tangential zu
den Luftschichten in der Höhe von 11 km, von 75 km und von
220 km werden. Tatsächlich zeigen Versuchsballons mit Registrier-
apparaten deutlich einen sehr scharfen Wechsel auf der Höhe von
11 km. Die Temperatur, welche nahe am Erdboden um 5° per Kilo-
meter und in der Höhe von 10 km um 9° per Kilometer sank, wird
in dem Gebiete von 11 bis zu 75 km plötzlich konstant, und zwar
ist die mittlere Temperatur dort — 55° C. Ein Blick auf die letzte
Zeichnung in Fig. 6 läßt diese Unstetigkeit sehr deutlich erkennen.

164 Fritz Löwenstein.

Der Grund für die Gleichförmigkeit der Temperatur liegt vielleicht in
dem Umstande, daB die Drucke, denen die Atmosphäre in diesen Höhen
ausgesetzt ist, der elektrischen Leitung angepaßt sind, wie aus einer
Betrachtung der mittleren Zeichnung in Fig. 6 hervorgehen wird, in

RO
| WEF
| X je,
2a ai: I
N
| e!3
| 3 23
~X 2
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> uj
z | 5
> I | °
Q >
|
| pi N = R
o £ N o Q j 5
g 8 3 j

welcher die Drucke mit den zugehörigen Höhen dargestellt sind. Die
Existenz dieses unteren Unstetigkeitspunktes (11 km) wird ferner durch
Untersuchungen der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre be-
wiesen.

Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung usw. 165

In der Zeichnung links in Fig. 6 habe ich angedeutet, daß die
volumetrische Analyse der Atmosphäre hinsichtlich des Mengenverhält-
nisses von Stickstoff und Sauerstoff in dieser ersteren Schicht von 11 km
ein konstantes Verhältnis ergibt. Der Grund hierfür ist, daß in dieser
Schicht Luftströme auf- und absteigen und dadurch für eine gründ-
liche Mischung der beiden Gase sorgen und nicht zulassen, daß diese
sich nach ihrer Dichte anordnen.

Diese untere Schicht von 11 km Dicke, die Troposphäre, ist in
der Zeichnung durch eine vertikale Linie bezeichnet, welche eine Kon-
stanz des Gemisches bis aufwärts zu 11 km anzeigt. Oberhalb dieses
Punktes, in der Stratosphäre, stellen sich die beiden Gase nach dem
Daltonschen Gesetze ein; dabei nimmt das Mengenverhältnis des
schwereren Sauerstoffs ab und jenes des leichteren Stickstoffs zu. In
60 km Höhe ist der Sauerstoff praktisch verschwunden, und der Wasser-
stoff beginnt vorzuherrschen. Wegen des sehr großen Dichteunter-
schiedes erstreckt sich indessen das Gemisch von Stickstoff und
Wssserstoff über eine verhältnismäßig dünne Schicht von nur 15 km,
und bei 75 km Höhe besteht, wie aus der Zeichnung hervorgeht, ein
ziemlich plötzlicher Wechsel von Stickstoff zu Wasserstoff.

Der dritte plötzliche Wechsel in der Lichtstärke bei Sonnenunter-
gang tritt dann auf, wenn die letzten Sonnenstrahlen tangential zu
einer Schicht in der Höhe von 220 km verlaufen. Bis zu diesem
Augenblick ist der Himmel infolge der Beleuchtung der Wasserstoff-
atome, welche imstande sind, die kürzeren Strahlen des Sonnenspek-
trums unserem Auge zuzusenden, blau erschienen. Das plötzliche Ver-
schwinden des Blau rührt von dem ziemlich plötzlichen Verschwinden
des Wasserstoffes aus der Atmosphäre her, weil bei dieser Höhe eine
Schicht von Coronium beginnt.

Es bleibt noch die Tragweite dieser verschiedenen Änderungen
auf die Übertragung elektrischer Energie durch den Raum zu erwägen.
Die hohen Drucke, welche in der Troposphäre herrschen, machen diese
zu einem vollkommenen Dielektrikum. Die Stratosphäre ist die Schicht
mit dem höchsten Leitvermögen; sie ist oberhalb durch Schichten von
so geringen Drucken begrenzt, daß diese praktisch Dielektrika bilden.
Allmähliche Änderungen des Leitvermögens würden einen beträcht-
lichen Verlust zur Folge baben, falls sie zu ausgesprochenen Reflexionen
bei der Fortpflanzung elektrischer Wellen Anlaß gäben, und man hat
infolgedessen eine erhebliche Menge von Beweisgründen gegen die Mög-
lichkeit einer wirksamen Reflexion seitens der oberen Schichten ins
Treffen geführt. Die plötzlichen Änderungen, deren Vorhandensein

166 Fritz Löwenstein.

in der Atmosphäre dargetan wurde, gestatten uns sicherlich, ohne
längeres Zaudern starke Änderungen in der Stärke der empfangenen
Signale (je nach der angewandten Wellenlänge) einer wirksamen Re-
flexion zuzuschreiben.

Zusammenfassung.

Die Stärke des elektrischen Feldes in einer Entfernung von einem
statisch geladenen Luftleiter wird auf Grund elementarer Betrachtungen
berechnet. Dieselbe Größe wird für den Fall abgeleitet, daß die La-
dung mit Radiofrequenz schwingt. Es wird gezeigt, daß die Gesamt-
ladungen, welche in den beiden Fällen auf den Empfänger wirken,
zueinander in einem Verhältnis gleich dem Quadrate des Verhältnisses
der Übertragungsentfernung zu einem gewissen Teile der Wellenlänge
stehen; hieraus ergibt sich dann der große Vorteil der Übertragung
mittels Radiofrequenz.

Die Theorien von Edison, von Tesla und von Sommerfeld
werden historisch betrachtet. Es wird gezeigt, daß für die Zerlegung
der Welle in eine Raumwelle und eine Oberflächenwelle keine physi-
kalische Berechtigung vorliegt. Es wird die elektrische und die ma-
gnetische Intensität in verschiedenen Entfernungen vom Luftleiter be-
rechnet, und es wird gezeigt, daß sie in der Entfernung von einer
Wellenlänge praktisch gleich werden. Der Verfasser zieht es vor, die
Radioübertragung als auf der Leitung von Erdströmen mit Radio-
frequenz beruhend anzusehen, und nicht als modifizierte Wellen eines
Hertzschen Oszillators. Es werden die drei verschiedenen Teile der
Atmosphäre, die Troposphäre, die Stratosphäre und die Coronium-
schicht, beschrieben, und ihr Einfluß auf die Radioübertragung wird
betrachtet.

Meinungsaustausch.

Herr J. Zenneck: Hinsichtlich der Frage, ob die seitens eines
Luftleiters ausgesandte Energie durch Leitungsströme im Erdboden
oder durch elektromagnetische Wellen in der Luft fortgepflanzt wird,
stimme ich mit Herrn Löwenstein darin überein, daß dies in der
Hauptsache eine Frage der Ausdrucksweise ist. Stellt man einen
Senderluftleiter auf der Erdoberfläche auf, so ist tatsächlich in allen
Entfernungen von dem Luftleiter ein elektromagnetisches Feld sowohl
in der Luft als auch im Erdboden vorhanden. Es ist daher Geschmacks-
sache, ob man die Fortpflanzung der Energie als durch Erdströme er-
folgend darstellt, oder als durch elektromagnetische Wellen in der Luft

Der Mechanismus der Strahlung uud Fortpflanzung usw. 167

verursacht. Beide Darstellungen sind unvollständig: die Erdströme
sind immer von elektromagnetischen Wellen in der Luft begleitet und
die elektromagnetischen Wellen in der Luft immer von Strömen im
Erdboden.

Herr Louis W. Austin (schriftlich mitgeteilt): Ich möchte gern
auf einen oder zwei Punkte in der überaus interessanten Arbeit des
Herrn Löwenstein tiber den Mechanismus der Strahlung eingehen.
Bei der Erörterung des Unterschiedes zwischen dem durch den Oszil-
lator erzeugten elektrostatischen und dem elektromagnetischen Felde
setzt Herr Löwenstein den elektrostatischen Ausdruck für die Strom-
stärke in die elektromagnetische Gleichung für die elektrische Inten-
sität an der Empfangsstation ein und erhält so einen Ausdruck, den
er die mittlere Entfernung der elektrischen Ladungen von der Emp-
fangsstation nennt. Ich vermag nicht, diesem Ausdruck irgendwelche
reale physikalische Deutung zu geben, und wenn das nicht möglich
ist, so scheint mir, kann der Begriff kaum als nützlich angesehen
werden.

Bei der Erörterung der Übertragung der elektrischen Wellen
längs der Erdoberfläche könnte man durch die Arbeit zu der Ansicht
verleitet werden, daß die Wahl zwischen den Theorien zwischen elek-
tromagnetischen Wellen oberhalb der Erdoberfläche und Leitung längs
der Oberfläche liege; tatsächlich kann aber unter den gegebenen Be-
dingungen keines ohne das andere bestehen, gerade so wie der Strom
in einem Drahte immer von einem Feld rings um den Draht begleitet
sein muß. Hertzsche Wellen werden sich, wie ich glaube, immer auf
irgendeine leitende Ebene in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft stützen,
die parallel zur Fortpflanzungsrichtung liegt. Die in Bewegung be-
findlichen Ladungen an den geerdeten Enden der elektrostatischen Kraft-
linien werden dann Ströme hervorrufen wie die, von denen in der
Arbeit die Rede ist.

Ich freue mich sehr, daß Herr Löwenstein die Aufmerksamkeit
suf die Zusammensetzung der Atmosphäre in ihren verschiedenen
Schichten und die vermutliche Bedeutung dieser Zusammensetzung für
die Änderung der Stärke drahtloser Signale gelenkt hat.

(Nach Proc. Inst. Radio-Eng. (New York) 4, Nr. 3, S. 271—281,
1916, aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)
(Eingesandt 20. August 1915.)

168 J. L. Hogan.

Die Signalreichweite bei der drahtlosen Telegraphie.
Von J. L. Hogan.')

Die verschiedenen Versuchsreihen über die Nachrichtenübermittelung
auf große Entfernungen, die Herr L. W. Austin und die National
Electric Signalling Co. gemeinsam ausgeführt haben?), umfaßten Mes-
sungen des Einflusses, den die Höhe des Luftleiters, die Stromstärke
im Luftleiter und die Wellenlänge auf die Signalreichweite ausüben.
Es wurden Höhen von 37 bis zu 130 Fuß, Sendestromstärken von
7 bis zu 30 Amp. und Wellenlängen von 300 bis zu 3750 m auf
Entfernungen bis zu 1000 Seemeilen untersucht. Die Vergleichung
der auf diese Weise gewonnenen Daten führte zu dem Ausdruck

_4,25],h h,
De

In dieser Formel sind I, und I, die Sendestromstärke und die
Empfangsstromstärke, beide in Amp., h) und h, die wirksamen Höhen
des Sender- bzw. des Empfängerluftleiters, beide in km, A und d die
Wellenlänge und die Signalweite, ebenfalls in km. Wie leicht ersicht-
lich, kann man den Ausdruck benutzen, um die Stromstärken in den
Luftleitern oder die Höhen der Luftleiter zu ermitteln, die erforderlich
sind, um bei Tageslicht unter gewöhnlichen Verhältnissen auf irgend-
eine gegebene Entfernung eine verlangte Signalstärke zu erzeugen. Bei
gewöhnlichen Funkensendern von 500 Perioden und guten Kristall-
empfängern ist eine Empfangsstromstärke von ungefähr 10 Mikroamp.
für eben noch hörbare Signale erforderlich.

Bei späteren Versuchen?) über größere Strecken wurden die Be-
obachtungen auf Luftleiterhöhen bis zu 450 Fuß, Sendestromstärken
bis zu 110 Amp. und Entfernungen bis zu 2300 Seemeilen aus-
gedehnt. Keine der damals gewonnenen Daten deutete auf die Not-
wendigkeit hin, die in Gleichung (1) gegebene Beziehung zwischen
den verschiedenen Größen zu ändern, obgleich es sich ergab, daß bei
Verwendung des Gleichrichterheterodynes eine Empfangsstromstärke

— 0,015 da YA (1)

1) Aus „Electrical World‘.

2) L. W. Austin, Some Quantitative Experiments in Long-Distance
Radio-Telegraphy. Buil. Bur. of Stand. 7, 515, 1911. Siehe auch Jahrbuch
5, 8.75 und 8, S. 575.

3) John L. Hogan jr., Quantitative Results of Recent Radiotelegraphic
Tests between Arlington, Va., and U. S. S. Salem, Electrical World, 1913,
S. 1361.

Die Signalreichweite bei der drahtlosen Telegraphie. 169

von nur 5 Mikroamp. selbst mit Funkensendern Signale von der Hör-
barkeit Eins lieferte,

Der obige Ausdruck (I) ist demna:h durch Anwendung auf viele
Fälle der drahtlosen Zeichenübermittelung recht gut bestätigt worden.
Es ist wahrscheinlich die genaueste Näherungsgleichung für Ermit-
telungen von der Art, wie sie erforderlich sind, wenn man die Reich-
weite und die Stärke der Signale vorherbestimmen will, statt sie zu
schätzen. Für die Zwecke des schnellen Rechnens ist es erwünscht,
die einzelnen Größen in den Einheiten anzugeben, die für ihre Mes-
sung am bequemsten sind. Wenn beispielsweise die Sendestromstärke in
Amp. angegeben ist, die Empfangsstromstärke in Mikroamp., die Höhen
der Luftleiter in Fuß, die Wellenlänge in Metern und die Entfernung
in Kilometern, so wird die Gleichung

Tess 392 L, h, h e— 0044A Va . (2)

Ad
Oder wenn man unter Beibehaltung der übrigen eben genannten Ein-
heiten die Entfernung in Seemeilen ausdrückt, so muB der Koeffizient
von I, 212 und der Koeffizient im Exponenten 0,0877 werden.

Eine einfache algebraische Lösung der Gleichung ist für alle
Größen möglich, außer. für A und für d. Diese beiden Größen lassen
sich nicht explicite nach den gewöhnlichen Verfahren bestimmen, weil
sie sowohl linear als auch exponentiell vorkommen. Löst man nach
I,/Z, auf und bestimmt ein Maximum durch Differentiation nach A,
so kann man einen Ausdruck für die günstigste Wellenlänge bei einer
gegebenen Gruppe von Sendebedingungen gewinnen. Das ist vielleicht
eine zu ausgedehnte Anwendung der ursprünglichen Beziehungen. Ein
graphisches Verfahren zur Auflösung nach d habe ich in der oben
genannten Veröffentlichung angegeben.

Das im Nachstehenden beschriebene geistreiche logarithmische
Verfahren der Auflösuug nach d bildet die Grundlage für eine Reihe
von Kurven, die an der United States Navy Yard (Marinewerft der
Vereinigten Staaten) zu Puget Sound, Washington, im Gebrauch sind.
Die Gleichung (2) wird algebraisch dividiert:

I — 0,0877 4 Vr
212 I, h h d
und in logarithmischer Form:
I à — 0,0877 d
log, =t ee Sa — |
0810 212 + log; o I, h, h, yà log; o e log; o d (4)

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 12

170 J.L. Hogan. Die Signalreichweite bei der drahtlosen Telegraphie.

geschrieben. Man zeichnet ein Kurvenpaar für I, = 10 uA (eben hör-
bare Signale) und für I, = 40 uA („gute“ Signale) mit den Ordi-
naten A/I,h, h, und den Abszissen

lo 1, -+ lo 22
Bio 312 rin,

Anmerkung: Wenn Sender- und Empfängerluftleiter
verschiedene Höhe haben, ist k? durch h, hg zu ersetzen.

TUTIA y
4 I) 4 w0- 160
savimaa AI
N IH Y y BrE L-I]
TIAIA A N
BUMDES AAAS S go-10
TIT AEE
OTELA REE
ASS rE7 ESERI
717 +7 N
Im Hy
HHH
LIII
\ Z =
i s
| NN N WERE /
| | VATA; NASTATI AEE k
KT $ 47 ONAA
SH a EK N N} -Hy
St Al Aoszissen- -108 3} de yo KORB
a F erat NN ANA IAVAVaNLER 0-10
vor dureh 25 Ohm. VAVA NIA I J
oco -+ |n Aösbare Sona ER BES: H N 3 o AVAVAVAY OR
0) = h A IN \_JA
$ H SRE OT Lo AYATA Yy PAAZ Ben
20 -22 -24 -28 -32 34 -38 a ” 48 50 T -5-4 -56 -58 -60
v L Ca b O L o (e)
ESEL M $ e D 2 m z

Tafel zur Ermittelung der Signalreichweite für verschiedene Luftleiterhöhen
und Wellenlängen.

Für eine Anzahl von Wellenlängen (die in der beigefügten Figur an-
gegebenen sind die Normalwellenlängen der Marinewerft der Vereinigten
Staaten) zeichnet man dann weitere Kurven mit denselben Abszissen,
die nach der Gleichung (4) durch den Ausdruck

Louis Cohen. Drahtlose Zeichengebung auf weite Entfernungen. 171

— 0,0877 d
——log.e— logo d

VA
gegeben sind, und mit d als. Ordinaten. Mit Hilfe dieser Kurven
kann man in einfacher Weise die Gleichung unmittelbar nach d auf-
lösen, und zwar nach folgendem Verfahren:

1. Man ermittelt A/I, h, h,.

2. Man sucht auf der ÖOrdinatenachse links den Wert und ver-
folgt ihn in horizontaler Richtung bis zum Schnitt mit der gestrichel-
ten Kurve für die gewünschte Stromstärke im Empfangsluftleiter.

3. Vom Schnittpunkt aus geht man in vertikaler Richtung weiter
bis zum Schnitt mit der ausgezogenen Kurve für die angenommene
Wellenlänge.

4. Von diesem zweiten Schnittpunkt aus geht man in horizon-
taler Richtung nach rechts weiter und liest an der rechten Ordinaten-
achse den gesuchten Wert von d ab.

Als Beispiel ist durch gestrichelte Linien der Fall I, = 10 Amp,,
h, = h, = 115 Fuß, A = 952 m für „= 10 uA und für I, = 40 uA
angegeben. Die Signalentfernungen sind hier 565 bzw. 305 Seemeilen.

Bei der Berechnung von Signalen zur Nachtzeit oder für Ent-
fernungen von weniger als 100 Seemeilen vernachlässigt man das
Absorptionsglied, und die Gleichung wird dann:
212 I, h, h,
| Bang A

(Nach Electrician 76, 699, 1916 aus dem Englischen übersetzt
von Max Iklé.)

d =
(Eingesandt 20. August 1916.)

Drahtlose Zeichengebung auf weite Entfernungen.
Von Louis Cohen.

Zusammenfassung.

Der Verfasser geht zunächst auf die Formel von Austin und
auf die theoretische Formel für den Zusammenhang zwischen der
empfangenen Einheit und der Entfernung ein. Er schlägt dann eine
andere Formel vor, welche einen Reflexionskoeffizienten enthält. Die
drei Formeln werden mit Beobachtungsergebnissen verglichen.

12*

172 Louis Cohen.

Für die Berechnung der drahtlosen Zeichengebung stehen uns
zwei Formeln zu Gebote. Die eine Formel ist eine empirische und
ist von Austin und mir auf Grund der Versuche von Brant Rock
abgeleitet worden!), und die andere Formel ist eine theoretische, die
neuerdings von mehreren Forschern entwickelt worden ist. Diese
beiden Formeln lauten:

die empirische Formel:

L= 2 e — 0,0015 a; V 7 (1)
die theoretische Formel:
3
I, = z e — 0,0019 a, V (2)

In beiden Formeln ist d die Entfernung, A die Wellenlänge und
K eine Funktion der Höhen des Sender- und des Empfängerluftleiters,
der Wellenlänge und des Widerstandes des Empfängerluftleiters.

Die beiden Formeln haben dieselbe Gestalt. Der einzige Unter-
schied besteht in den Exponenten des Schwächungsfaktors; dieser ist
in der theoretischen Formel größer und zeigt somit eine raschere Ab-
nahme der elektrischen Intensität an. Die neueren Versuche von
Austin?) haben dargetan, daB die nach der empirischen Formel ge-
wonnenen Ergebnisse mit beobachteten Werten sehr eng übereinstimmen,
während die theoretische Formel bei großen Entfernungen keine be-.
friedigenden Ergebnisse liefert; das Schwächungsglied ergibt nämlich
eine Abnahme der elektrischen Intensität, die beträchtlich größer ist
als die beobachteten Werte.

Die empirische Formel scheint sehr befriedigend zu sein, soweit
sie sich durch die begrenzten verfügbaren Daten bestätigen läßt. Der Ein- -
wand, der gegen sie zu erheben ist, besteht indessen darin, daß sie keiner-
lei theoretische, mathematische oder physikalische Grundlage besitzt, und
daß wir daher nicht sicher sein können, daß die Formel allgemein
anwendbar ist, und uns somit nicht darauf verlassen können, daß sie
unter allen Bedingungen richtige Ergebnisse liefert. Die Absorptions-
theorie, die ursprünglich zu dieser Formel geführt hat, ist nicht halt-

-1) L. W. Austin, Some Quantitative Experiments in Long Distance
Radio-Telegraphy. Bull. Bur. of Stand. 7, S. 315. Siehe auch Jahrbuch Š,
S. 75 und 8, 8. 575.

2) Quantitative Experiments in Radio- -Telegraphic Transmission.. Bull.
Bur. of Stand. 11, S. 69.

Drahtlose Zeichengebung auf weite Entfernungen. 173

bar. Demnach scheint es, daß wenn wir die theoretische Formel so
abändern könnten, daß sie Ergebnisse lieferte, die mit den beobachteten
Werten übereinstimmen, daB wir dann eine zuverlässigere Arbeits-
formel besitzen würden. _

Es ist nun bei der Entwickelung der theoretischen Formel gezeigt
worden, daß das Schwächungs- oder Zerstreuungsglied den Verlust
darstellt, der durch das Entweichen von Energie in die obere Atmo-
sphäre entsteht, weil die Wellen der Krümmung der Erde nicht voll-
kommen zu folgen vermögen, und daß einer etwa möglichen Reflexion
oder Brechung in den oberen Schichten der Atmosphäre nicht Rech-
nung getragen wird. Herr Austin hat darauf aufmerksam gemacht,
daß der Umstand, daß man unterlassen hat, einen möglichen Reflexions-
vorgang in Betracht zu ziehen, den Unterschied zwischen den beobach-
teten Werten und den nach der theoretischen Formel erhaltenen zu
erklären vermag.

Dieser Anregung folgend habe ich versucht, eine halb empirische
Formel aufzustellen, welche die theoretische Formel mit einem weiteren
Faktor vereinigt. um eine etwa mögliche Reflexion oder Brechung zu
berücksichtigen. Es liegt auf der Hand, daß eine Reflexion, falls eine
solche auftritt, in ihrer Wirkung kumulativ sein und mit zunehmender
Entfernung zunehmen muß, und es ist demnach vernunftgemäß, anzu-
nehmen, daB die Wirkung der Reflexion eine lineare Funktion der
Entfernung ist. Diese Erwägungen führten zu folgender Formel:

I, = Zu + N d) e- 0194 VT (3)

Hier ist N ein Reflexionskoeffizient, und die übrigen Glieder haben
dieselbe Bedeutung wie in Gleichung (2) Um den Wert von N zu
erhalten, stellen wir eine beliebige Einzelbeobachtung an und legen N
einen solchen Zahlenwert bei, daß dadurch die nach der Formel ge-
wonnenen Ergebnisse mit dem beobachteten Werte übereinstimmen. Wenn
für diesen Wert von N die nach der Formel erhaltenen Ergebnisse
mit allen übrigen Beobachtungen übereinstimmen, dann können wir
annehmen, daß die Formel die Durchgangsvorgänge richtig darstellt.
Ich habe auf diese Weise die Daten der neueren Austinschen Ver-
suche nach der vorstehenden Formel durchgerechnet und ebenso eine
Reihe von Beobachtungen, die ich willkürlich aus den Versuchen vom
Jahre 1910 herausgegriffen habe. Die Ergebnisse habe ich in den
Tabellen I und II wiedergegeben. Wie ersichtlich, ist in beiden Fällen

174 Louis Cohen. Drahtlose Zeichengebung auf weite Entfernungen.

Tabelle I.
Signale von Arlington, aufgenommen auf der „Salem“, Februar-März 1913.
Reflexionskoeffizient N = 0,000945; A = 3800 m.

Entfernung | Empfangene Stromstärke in 107° Amp.

berechnet E
Formel (1) | Formel (2) | Formel (3) | beobachtet

engl. Meilen km

Tabelle II.
Signale von der „Salem“, aufgenommen in Brant Rock, Juli 1910.
Reflexionskoeffizient N = 0,00045; A = 1000 m.

Entfernung | Empfangene Stromstärke in 107° Amp. E

berechnet

1. Meil ea eea oaa roaa baa
engl. Mei | m Formel (1) | Formel (2) | Formel (8) | beobachtet

20 | 37 12500 12300 12400 12000

50 92,5 4610 4430 4530 4 700
100 185 2000 1860 2015 2 200
150 278 1170 1037 1160 1200
200 370 760 654 163 750
300 555 382 307 383 370
400 740 218 162 216 200
500 925 132 91 130 130

Reflexionskoeffizient N = 0,00053; A = 3750 m.

20 37 4460 4400 4486 4500

50 92,5 1710 ‘1640 1720 1800
100 185 800 770 845 850
150 278 495 435 499 500
200 370 345 292 349 330
300 555 198 155 200 190
400 740 129 93 130 115
500 925 90 59 88 | 88

J. A. Fleming. Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre. 175

die Übereinstimmung zwischen den beobachteten Werten und den nach
der Formel (3) berechneten eine bemerkenswert gute.
Man kann nicht sagen, daB diese Formel alle die Vorgänge,
welche die drahtlose Zeichengebung begleiten, vollkommen darstellt;
die Annahme einer mittleren gleichförmigen Reflexion von allen Punkten
längs der gesamten Entfernung kann in Frage gezogen werden. Immer- .
hin kann man diese Formel als eine geeignete erste Näherungsformel
für Berechnungen des Ingenieurs ansprechen.

(Nach Electrician 76, 743—744, 1916 aus dem Englischen über-
setzt von Max Ikle.)
(Eingesandt 20. August 1916.)

Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre.
Von J. A. Fleming.

Die Mitarbeiter des ‚Electrician‘ erörtern fortgesetzt in den
Spalten dieses Blattes die Frage nach der Ionisation der Atmosphäre
in ihrem Zusammenhange mit der drahtlosen Telegraphie. Einige von
ihnen bringen ihre Zweifel und ihren Unglauben an dem Bestehen -
dieser Ionisation zum Ausdruck oder verlangen zum mindestens Be-
weise dafür. In zwei Vorlesungen über lichtelektrische Erscheinungen,
die ich neuerdings an der Royal Institution gehalten habe, habe
ich nachdrücklich betont, welchen Anteil bei dieser Ionisation wahr-
scheinlich die Bildung von Ionen hat, die sich unserer Atmosphäre
von der Sorne her nähern und durch Licht getrieben werden. Da
bisher an dieser Stelle noch nicht auf diese Vorlesungen Bezug ge-
nommen worden ist, möchte ich hier einige der Tatsachen und der
Beweise wiedergeben, die ich als Beitrag zu diesem Meinungsaustausche -
in der zweiten der genannten Vorlesungen vorgebracht habe.

Eine der hierbei mitspielenden Fragen ist die nach der gasförmigen
Zusammensetzung der oberen Schichten in der Erdatmosphäre und
nach der Wirkung ultravioletten Lichtes auf diese Zusammensetzung.
Die chemische Zusammensetzung unserer Atmosphäre bildete bereits

1) ‚Problems of the Atmosphere“‘, vgl. Proc. Roy. Inst. 17, 223, 1902.
Friday Evening Discourse, 11. April.

176 | J. A. Fleming.

im Jahre 1902 den Gegenstand einer Vorlesung von Sir James Dewar
- in der Royal Institution 1), auf die er auch in seiner Eröffnungsrede als
Vorsitzender der British Association im gleichen Jahre hingewiesen hat.!)

Dewar hat gezeigt, daß man ganz allgemein die Atmosphäre
in zwei Gebiete teilen könne: ein unteres, in welchem die atmo-
sphärischen Bestandteile durch Winde und durch Konvektion dauernd
gemischt bleiben, so daß die prozentische Zusammensetzung ziem-
lich konstant bleibt, und ein höheres Gebiet, in welchem die Gase
sich, entsprechend ihrer Dichte, voneinander trennen, so daß die
oberen Schichten aus Wasserstoff und Helium, möglicherweise unter
Anwesenheit einiger der selteneren Gase bestehen müssen.

Die mathematische Betrachtung nach den von Heinrich Ferrel
und mir?) gegebenen Richtlinien zeigt, daß bei gewissen Annahmen
über den Temperaturgradienten Sauerstoff und Stickstoff, welche die
vorherrschenden Komponenten in den tieferen Schichten sind, in
einer Höhe von ungefähr 100 km abklingen müssen, und daß in höheren
Schichten die Bestandteile der Atmosphäre hauptsächlich Wasserstoff
und Helium sind. Nach Wegener liegt auch noch ein unbekanntes
Gas von sehr geringer Dichte vor, das in großen Höhen wichtiger ist
als Wasserstoff, und das für das Spektrum der Aurora in sehr großen
Höhen verantwortlich ist. l

Wenden wir uns nun der Möglichkeit einer Ionisation der Atmo-
sphäre durch ultraviolettes Licht zu, so haben wir die feststehende
Tatsache, daß Luft und zweifellos auch Wasserstoff und Helium einer
eigentlichen Gasionisation durch Wellenlängen, die viel größer als
1300 bis 1500 Ängström-Einheiten (A.-E.) sind, nicht fähig sind. Das
Gesetz, welches das Ionisierungspotential V in Volt mit der größten
ionisierenden Wellenlänge A, in Ä.-E. verbindet, ist in einer Reihe

von Fällen als
Fo ĉo = rund 12000

festgestellt worden. Da das lonisierungspotential des Sauerstoffs an-
nähernd 9 Volt ist, müssen wir daher, falls das vorstehende Gesetz
auf das Gasatom anwendbar ist, für Sauerstoff

A, = rund 1350 Ä.-E.
erhalten.

1) British Association Report, Belfast 1902.

2) Vgl. J. A. Fleming, ‚‚On Atmospheric Refraction and its Bearing
on the Transmission of Electromagnetic Waves Round the Earth’s Surface“.
Proc. Phys. Soc. London 26, 318, 1914.

Über die Ursachen der lonisation der Atmosphäre. 177

Im Einklang mit dieser Ableitung: lehrt der Versuch, daß sich
die eigentliche Lichtionisation reiner trockener Luft, bei der positive
und negative Ionen in gleicher Anzahl erzeugt werden, nur durch
äußerst kurze Wellenlängen erreichen läßt, die im Schumann- und
im Lyman-Gebiet des ultravioletten Spektrums liegen. Sowohl
Huggins als auch Cornu haben dargetan, daß das photographische
Spektrum der Himmelskörper, wie es an der Erdoberfläche auf-
genommen wird, bei der Wellenlänge 2950 Ä.-E. oder nahe bei dieser
ziemlich scharf begrenzt ist. Da Quarz für kleinere Wellenlängen
als etwa 1850 Ä.-E. nicht durchlässig ist, und da dieses Quarzlicht
-Luft nicht ionisieren kann, so ist der Beweis ziemlich vollständig
dafür erbracht, daß in unserer Atmosphäre in geringen Höhen keine
eigentliche Ionisation der Luft durch ultraviolette Strahlen statt-
finden kaun. Falls irgendwelche derartige Ionisation vorhanden ist,
wie dies durch die elektrische Leitfähigkeit bewiesen wird, so kann sie
nur von lichtelektrischer Wirkung auf Staub oder Eisteilchen, oder
von radioaktiven Materialien im Meereswasser oder im Boden, oder
von irgendeinem mittelbaren lichtelektrischen Vorgange herrühren,
der negative Ionen liefert.

Andererseits enthält das Sorinenlicht wegen der hohen Temperatur
der Photosphäre wahrscheinlich tatsächlich Strahlen kurzer Wellen-
länge, die innerhalb des Schumann-Gebietes (2000 bis 1000 Ä.-E.)
und des Lyman-Gebietes (1000 Ä.-E. und darunter) liegen. Infolge-
dessen kann, obgleich das Ionisierungspotential des Sauerstoffs, des
Stickstoffs, des Wasserstoffs und des Heliums 9 Volt und darüber
beträgt, eine eigentliche ultraviolette Lichtionisation in den Schichten
der Atmosphäre stattfinden, die vielleicht in einer Höhe von mehr
als 10 oder 20 km liegen.

Hiermit ist aber die Möglichkeit einer dauernd ionisierten Schicht
nicht erklärt. Es würde sich dadurch nur eine tägliche Schicht erklären
lassen, die tagsüber oder an der der Sonne zugekehrten Seite der
Atmosphäre ionisiert ist und nachts verschwindet. Um die dauernd
ionisierte Schicht, die man — wie mir scheint, nicht ganz mit Recht
— als Heaviside-Schicht zu nennen pflegt, zu erklären, ist es wesent-
lich, eine Ursache für die Bildung von Ionen eines einzigen Vorzeichens
in irgendeiner hohen Schicht der Atmosphäre nachzuweisen. Es sind
gute Gründe für die Annahme beigebracht worden, daß die Photo-
sphäre der Sonne hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht, der wahr-
scheinlich zu Rußflocken oder -kernen verdichtet ist, und daß die
Temperatur, wenigstens die ihrer äußeren Teile, ungefähr 6000 bis

178 J. A. Fleming.

7000° C beträgt. Mit anderen Worten: der hauptsächlich Licht und
Wärme spendende Teil der Sonne ist ein riesenhafter Kohlefaden.
Wir wissen nun, daß eine solche glühende Kohle nicht nur Äther-
wellen ausstrahlt, sondern auch positive und negative Ionen aus-
sendet, und zwar hauptsächlich die letzteren.

In meiner Vorlesung in der Royal Institution habe ich diese
Emission von Thermionen durch folgenden Versuch nachgewiesen:
In die Birne einer elektrischen Kohlefaderglühlampe war ein Metall-
zylinder eingeschmolzen. Dieser Zylinder war an einen Platindraht
angeschlossen, der durch die Glaswand hindurchgeführt und in sie
eingeschmolzen worden war. Der Zylinder wurde an ein Goldblatt-
elektroskop angelegt, und es wurde ihm eine positive oder negative
elektrische Ladung erteilt. Unter diesen Versuchsbedingungen be-
wahrte das Elektroskop seine Ladung vollkommen, wenn der Faden
nicht glühte, einerlei, ob die Ladung + oder — war. War die Ladung
—, und wurde der Strom durch den Kohlefaden eingeschaltet, so daß
dieser zum Glühen gebracht wurde, so entlud sich das Elektroskop
langsam und: zeigte auf diese Weise die Emission einiger positiver
Ionen. Wenn jedoch die Ladung des Zylinders + war, so fiel beim
Einschalten des Lampenstromes das Elektroskop augenblicklich zu-
sammen und erbrachte somit den Beweis für die reichliche Emission
negativer Ionen seitens des Kohlefadens. Es liegt anscheinend guter
Grund vor, die Ansicht von Arrhenius anzunehmen, nach welcher
in der Sonnenphotosphäre die gleiche Thermionenemission vor. sich
geht. Wenn dies der Fall ist, so werden diese Ionen, die hauptsächlich
negativ sind, bei ihrem Wege nach außen durch die umkehrende Schicht
und durch die Chromosphäre chemische Atome aufnehmen und rings
um sich kondensieren und auf diese Weise negative Ionen verschiedener
Größe bilden. Diese Ionen werden dann durch den Lichtdruck nach
außen getrieben werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß der Vorgang
in der vorstehend angedeuteten Weise verläuft, hat auch Sir James
Dewar in dem bereits erwähnten Vortrage in der Royal Institution
vertreten.

Es ist verhältnismäßig leicht, die Geschwindigkeit solcher Ionen
von verschiedener Größe unter der Wirkung des Lichtdruckes seitens
der Sonne und die Zeit ihrer Wanderung von der Sonne zur Erde zu
berechnen. Wir gehen aus von den bekannten Tatsachen, daß der
Maxwellsche Lichtdruck in Dynen pro Quadratzentimeter numerisch
gleich der Lichtenergie in Erg pro Kubikzentimeter ist, und daß der
beste Wert für die Solarkonstante 2,1 Grammkalorien pro Quadrat-

Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre. 179

zentimeter pro Minute ist, oder daß einer vollkommen blanken Fläche
von normal auffallendem Sonnenlicht unter Berücksichtigung der
Korrektion für die Absorption in der Atmosphäre sekundlich 1,47 x 106 Erg
mitgeteilt werden. Daraus folgt, daß die Lichtenergie im Kubi-
zentimeter 49 x 10-8 Erg und der Lichtdruck nahezu 5 x 10-8 Dynen
pro Quadratzentimeter an der Erdoberfläche baträgt. Die Licht-
intensität an der Oberfläche der Sonne ist aber 46000mal so groß
wie jene an der Erdoberfläche, und der Lichtdruck auf der Sonne ist
daher 2,3 Dynen pro Quadratzentimeter. Diese Zahlen lehren, daß
1 Kubikmeile Sonnenlicht an der Erdoberfläche Lichtenergie im
Betrage von 14710 Fußpfund enthält, und daß der Lichtdruck dort
2,8 Pfund pro Quadratmeile ist. An der Oberfläche der Sonne be-
trägt der Lichtdruck 58 Tonnen pro Quadratmeile und die Lichtenergie
302300 Fußtonnen in der Kubikmeile, also genug, um 20 Kriegsschiffe
wie die „Queen Elizabeth“ 15 Zoll hoch über den Gipfel des Mont
Blanc hinweg zu werfen.!) Wir wollen nun eine kleine Kugel von der
Dichte Eins in der Nähe der Sonnenoberfläche betrachten. Ihr Durch-
messer betrage d cm. Der Lichtdruck pro Quadratzentimeter be-
trage P, und g sei die Schwerkraftsbeschleunigung an der Sonnen-
-oberfläche, Letztere Größe ist 27 mal so groß wie an der Erdoberfläche,
also 27 x 981 cm/sek®. Mithin ist das Gewicht des Teilchens oder
der auf es wirkende Zug der Schwerkraft grd?/6 und der Licht-
druck nd?P/4. Mithin halten sich diese beiden Kräfte gerade dann
das Gleichgewicht, wenn d=1,5 P/g oder wenn d = 0,00013 cm
= 13000 Ä.-E. ist. Schwarzschild will nachgewiesen haben, daß der
Lichtdruck ein Maximum ist, wenn der Umfang des Teilchens gleich
der Wellenlänge des Lichtes ist. Dies ist indessen bestritten worden.

Wir können indessen aus den vorstehenden Werten leicht die
Zeit berechnen, welche Teilchen mit kleinerem Durchmesser als der
Grenzwert (13000 Ä.-E.) gebrauchen, um von der Sonne zur Erde
zu gelangen, wenn sie vom Ruhezustande ausgehen. Es sei a die Ent-
fernung vom Sonnenmittelpunkt, in der das Teilchen seine Wanderung
beginnt, und & irgendeine andere Entfernung. Ferner sei v die Ge-

1) Für die Umrechnung dieser und späterer Angaben auf das CGS-
System mögen folgende abgerundete Werte dienen:
1 engl. Meile = 1,6 km, l
l engl. Zoll = 2,54 cm,
l engl. Pfund = 373 g,
1 Fußpfund = 0,14 mkg,
1 engl. Tonne = 1016 kg,
1 Kubikfuß = 28,3 dm®, (Der Übers.)

180 J. A. Fleming.

schwindigkeit des Teilchens in x und u/a bzw. u/x die potentielle
Energie in a und in x. Dann erhalten wir die Energiegleichung

2/2 =u/a—nje

oder
daæjdt = Yaula-2ule,
oder
n= A,
Be T
+ a yz en

a 227 —a a t
V va rs)

Integrieren wir diesen letzten Ausdruck zwischen den Grenzen = a
und xz = z, so erhalten wir:

= 1/2! yr ax + — 2 4 ys Zax] — logt
t= [x x EE + Sg. z +yz az! Ligt],

Wenn indessen æ% = 93000000 Meilen der Halbmesser der Erd-
bahn und a = 433000 Meilen der Sonnenhalbmesser ist, so ist a/x=1/215,,
oder ein kleiner Bruch, und wir können dann den Ausdruck für die
Übergangszeit schreiben als:

al 4%
Es läßt sich nun leicht zeigen, daß

2ula=3P/d—-2ga

ist. Folglich ist
1 f a 4x

3 Pa 9 | 2 a

a Ten
Der letzte Ausdruck in der Klammer ist aber klein gegenüber g, und
wenn wir daher die Werte a= 7 x 1010 cm, z=15 x 101? cm
einsetzen und für g den Wert g = 27 x 981 und ferner P = 2,3 Dynen/cm?,
so erhalten wir für die Wanderungszeit eines Teilchens mit dem Durch-
messer d von der Sonne bis zur Erde den Audruck

15.101?
ee I en,

a
/ #910 _ 37.1018
d
aus dem wir auch die Endgeschwindigkeit erhalten können.

Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre. 181

Wir wollen diese Formel anwenden, um die Wanderungszeit kugel-
förmiger Ionen von der Dichte Eius und von drei verschiedenen Durch-
messern zu berechnen, nämlich für 1600, 5000 und 10000 Ä.-E. Wir
finden für diese Zeiten die Werte 25 Stunden 17 Minuten bzw. 55 Stunden
33 Minuten und 112 Stunden 17 Minuten.

Weiter wollen wir annehmen, daß die Ionen nicht vom Ruhe-
zustande ausgehen, sondern von der Sonne mit einer Geschwindigkeit
von etwa 200 km/sek. ausgeschleudert werden und weiterhin vom
Lichtdruck fortgetrieben werden. Legen wir wieder die oben ge-
nannten drei Größen zugrunde, so finden wir für die Ankunftsgeschwindig-
keiten an der Erdoberfläche 1900 km/sek., 1000 km/sek. und 550 km/sek.,
und für die Energien 38 Erg, 325 Erg und 780 Erg für ein Teilchen.
Wenn wir jedoch nicht einzelne Ionen betrachten, sondern 1 kg dieses
Sonnenstaubes mit den oben genannten Durchmessern, und wenn wir
die Energie berechnen, die dieses Kilogramm der Erdatmosphäre zu-
führt, so erhalten wir die folgenden beachtenswerten Zahlen: Nehmen
wir für die Durchmesser der Staubteilchen 1600, bzw. 5000 und
10000 Ä.-E. an, so ist die von 1 kg mitgeführte Energie 187 x 1017 Erg
= 700000 Pferdekraftstunden für die kleinsten Teilchen, 50x 1017 Erg
= 180000 Pferdekraftstunden für die mittleren und 15x 1017 Erg
= 55000 Pferdekraftstunden für die gröbsten Staubteilchen. -

Mithin führt soviel von diesem feinsten Sonnenstaub, wie man
in der Tasche tragen kann, dank der gewaltigen Geschwindigkeit, die
er unter der Wirkung des Lichtdruckes annimmt, der Erdatmosphäre
eine Energiemenge zu, die ausreichend wäre, um einen unserer größten
Schlachtkreuzer vierundzwanzig Stunden lang mit voller Geschwindig-
keit laufen zu lassen. Die Energie muß in irgendwelcher Weise nutz-
bar gemacht werden. Die Annahme, daß sie teilweise zur Ionisierung
der oberen Atmosphäre verwendet wird, ist nicht unsinnig. Jedenfalls
ist dieser Staub selbst elektrisch und bringt Ionen in die Atmosphäre,
die hauptsächlich negativ sind. Diese werden wegen ihrer geringen
Größe und wegen der negativen elektrischen Ladung der Erde sehr
langsam sinken und möglicherweise eine Ursache für eine dauernd
negativ elektrische Schicht in den höchsten Schichten der Atmo-
sphäre bilden. Wie Arrhenius in seinem Buche ‚Die Entstehung
der Welten‘ dargelegt hat, kann man eine solche Theorie aussichts-
reich zur Erklärung der Nordlichterscheinungen und der magnetischen
Gewitter und ihres Zusammenhanges mit den Sonnenflecken anwenden.
Arrhenius hat eine Anzahl von Fällen gesammelt, aus denen hervor-
geht, daß zwischen dem Durchgange eines Sonnenfleckens durch

182 J. A. Fleming.

einen zentralen Sonnenmeridian und dem Auftreten einer magnetischen
Störung auf der Erde eine Verzögerung von etwa 45 Stunden be-
steht. Dieser Zeitraum ist von derselben Größenordnung wie die Wan-
derungszeit durch Licht getriebener Ionen mit einem Durchmesser,
der ungefähr gleich der Wellenlänge des gelben Lichtes ist, wenn diese
Ionen den Weg von der Sonne zur Erde zurücklegen.

Wenn diese Ausschleuderung von Ionen hauptsächlich von Sonnen-
fleckengebieten ausgeht und in einer Richtung senkrecht zur Sonnen-
oberfläche stattfindet, so müssen diese Teilchen, da die Erde auf ihrer
Bahn täglich 16000000 Meilen zurücklegt, notwendig nach einem
Punkte hin gezielt werden, der beträchtlich weit vor der Erde liegt,
damit sie die Erde nach ihrer zweitägigen Wanderung von der Sonne
her treffen können. Selbst dann ist es möglich, daß viele Tonnen von
diesem elektrischen Sonnenstaube, oder vielleicht Hunderte von
Tonnen jährlich auf die Erde treffen. Daher ist es nicht gerecht-
fertigt, zu behaupten, daß für das Vorhandensein einer dauernd ioni-
sierten Schicht ın der oberen Atmosphäre keine wahrscheinliche Ur-
sache vorliege. Wir haben in diesen vom Licht angetriebenen Ionen,
die von der Sonne herkommen, eine sehr wahrscheinliche Quelle für
die dauernde lIenisation, die wir brauchen, um einige der Erschei-
nungen zu erklären, die bei der drahtlosen Telegraphie auf große Ent-
fernungen auftreten. Die Vermutungen, die ich in der eingangs er-
wähnten Vorlesung aussprach, gingen infolgedessen dahin, daß mög-
licherweise in hohen Schichten der Atmosphäre eine dauernde Ioni-
sation negativen Vorzeichens besteht, welche durch die Ankunft durch
Licht getriebener Ionen aus der Sonne in dieser Schicht hervorgerufen
wird. Andererseits findet innerhalb dieser Schicht, und vielleicht auch
unter ihr, eine lonisation bei Tage statt, hervorgerufen durch ultra-
. violettes Sonnenlicht, dessen Wellenlänge nicht größer ist als etwa
1500 bis 1800 Ä.-E. Diese letztere Ionisation wird bei Nacht auf-
gehoben oder stark verringert werden. Schließlich muß jede etwaige
Ionisation in tieferen Schichten ihrem Ursprunge nach lichtelektrisch
oder radioaktiv sein und kann nicht von eigentlicher Lichtionisation
an Gasatomen herrühren.

Immerhin haben wir in diesen drei Ionisationsquellen mögliche
Ursachen für die Bildung einer oberen dauernd negativ ionisierten
Schicht in der Atmosphäre und einer täglichen durch Licht ver-
ursachten Ionisation, die bei Nacht mehr oder weniger verschwindet.
Das sind gerade die Bedingungen, die für die Gültigkeit irgendeiner
Theorie der Ionenbrechung, wie sie Eccles aufgestellt hat, erforder-

Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre, 183

lich sind. Diese Theorie sieht eine Schicht gesteigerter Wellengeschwin-

‚digkeit und veränderlicher Dicke vor, die imstande ist, auf aufwärts
gesandte radiotelegraphische Strahlen einen umgekehrten Luftspiege-
lungseffekt auszuüben und sie mit verschiedener Reichweite vom
Sender aus wieder der Erde zuzubeugen.

Nach den neuesten mathematischen Untersuchungen von A. E.
Love, der die von H. M. Macdonald erhaltenen Ergebnisse be-
stätigt hat, weist eine ausführliche Behandlung des Problems der
Beugung langer elektrischer Wellen um eine Kugel anscheinend darauf
hin, daß bei Wellen mit einer Wellenlänge von 20000 Fuß die Beu-
gung allein die Fortpflanzung radiotelegraphischer Wellen bei Tage
auf Strecken von 3000 Meilen zu erklären vermag. Mag dies nun
der Fall sein oder nicht, vollkommen sicher ist jedenfalls, daß zur
‚ Nachtzeit noch ein weiteres Agens am Werke ist. Jenen, welche die
auf atmosphärischer Ionisation aufgebauten Theorien verwerfen, liegt
es ob, diese durch irgendwelche andere gültige Erklärung für die
Unregelmäßigkeiten und die im allgemeinen größere Reichweite der
Signalgebung zur Nachtzeit zu ersetzen. Ich persönlich möchte in-
dessen glauben, daß die Möglichkeit‘der Ionisation durch Sonnenstaub,
der vom Lichte getrieben wird, bisher noch nicht genügend berücksich-
tigt worden ist.

Es ist vollauf klar, daß wir für unsere Kenntnisse von der physi-
kalischen Verfassung der Atmosphäre in Höhen von mehr als etwa
20 Meilen auf indirekte Beweise und auf Deduktionen aus beobachteten
Tatsachen angewiesen sein werden. Wenn wir gerichtete Luftleiter
anwenden, um elektrische Wellen unter verschiedenen Winkeln nach.
oben zu senden, und dann beobachten, wo diese hauptsächlich zur
Erde zurückkehren, könnten wir vielleicht in der Lage sein, die draht-
lose Telegraphie als ein Agens zur Erforschung der Atmosphäre zu
verwenden, gerade wie wir einen Scheinwerfer benutzen können, um
reflektierende Objekte oder Wolken in den unteren Schichten der
Atmosphäre zu entdecken. Aber diese Arbeit muß wie viele derartige
während des furchtbaren Kampfes, der jetzt zwischen den Völkern
Europas wütet, zurückgestellt bleiben.

(Nach Electrician 75, 348—350, 1915 aus dem Englischen über-

setzt von Max Ikle.)
Eingesandt 1. Oktober 1915.

Adresse des Autors: University College Gower Street London W.C.

184 Referate.

Referate.

Frederick Schwers, The effect of water vapour in the
atmosphere on the propagation of electromagnetic waves.
(Die Wirkung von Wasserdampf in der Atmosphäre auf die Fort-
pflanzung elektromagnetischer Wellen.) Nach dem Sitzungsbericht der
Physical Society (London) vom 26. Januar 1917.

Der Verfasser diskutiert den wahrscheinlichen Einfluß von Feuchtig-
keit in der Atmosphäre auf die Beugung elektromagnetischer Wellen
um die Erdoberfläche. Kiebitz’s Schlußfolgerung, daß die Anwesen-
heit von Feuchtigkeit die Dielektrizitätskonstante nicht um mehr als
10 °/, beeinflusse, weist der Verfasser als irrtümlich nach, da sie
basiert sei auf der Annahme, daß die Clausius-Mossotische Formel
k— 1
k+2 d
Zustand gelte. Durch Beispiele wird gezeigt, daß dieses Gesetz ver-
sagt in vielen Fällen, besonders wenn die Dielektrizitätskonstante in
Flüssigkeiten hohe Werte hat. In Ermangelung genauer Daten für
gewöhnliche Temperaturen zieht -der Verfasser die Annahme eines
Wertes für die D.K. von Wasserdampf vor, der erhalten wird durch
Extrapolierung der Resultate, die Baedeker für hohe Temperaturen
erhielt. Der extrapolierte Wert ist sicher meistens zu niedrig.

Aus diesem Resultat und den Durchschnittsbedingungen der At-
mosphäre über dem Ozean mit Bezug auf den Temperaturgradienten etc.
nach meteorologischen Daten ergibt sich, daß die niedrigsten Schichten
der Atmosphäre (etwa 1000—1500 m in Tiefe) die elektromagnetischen
Wellen nach der Erde zu beugen, so daß der größere Anteil der
Raumwellen den Empfänger erreichen wird, was im Gegensatz steht:
mit der Schlußfolgerung von Kiebitz.

In einem Einwand von meteorologischen Gesichtspunkten bemerkte
C. Chree u.a. folgendes: Wenn die empirische Exponentialformel für
Dampfdruck angenommen wird, so variiert der Druck in einer ge-
gebenen Höhe direkt mit dem an der Erdoberfläche und ist so in ge-
mäßigten Breiten viel niedriger im Winter als im Sommer. Als ein
fundamentaler Gesichtspunkt ergibt sich also, zu untersuchen, ob die
drahtlose Übertragung in gemäßigten Breiten eine ausgesprochene
ährliche Schwankung zeigt in Übereinstimmung mit derjenigen des
Dampfdruckes an der Erdoberfläche. E.

(Eingesandt 1. März 1917.)

= konst. für den Übergang vom flüssigen zum gasförmigen

Mitteilungen aus der Praxis, 185
Mitteilungen aus der Praxis.

‚Quantitative Messungen über die Stärke der von den
deutschen Funkenstationen in Nauen und Eilvese aus-
gehenden Signale zu Washington Ma
(Quantitative Measurements at Washington on the Signals from the
German Radio Stations at Nauen and Eilvese.) -

Von L. W. Austin.

Seit dem September 1914 ist die Stärke der von Nauen und
von Eilvese empfangenen Signale fast täglich im Radiolaboratorium
der Marine der Vereinigten Staaten von N BES ER im Bureau of
Standards ae worden.

DO OU à meng X

Ill
5

IKIE

i $ = Í
| G r
C, = La cal lC; WF, une
tz Re a S » |

F
Fig. 1.

Der Luftleiter des Laboratoriums hat eine wirksame Höhe von
30 m. Er ist oben abgeflacht, 450 Fuß!) "lang, und besitzt zwei etwa
2 m voneinander entfernte Drähte, die am einen Ende 59 m und am
anderen 17 m hoch sind. Sein Widerstand ist bei den größeren Wellen-
längen beträchtlich geringer als jener der bisher benutzten. |

Die für den Empfang benutzten Schwingungskreise sind in Fig. 1
dargestellt. Als Detektor dient das Audion von de Forest mit einer
besonderen Koppelung L, L, zur Erzeugung örtlicher Schwingungen.
Der StromflußB im Audion ist natürlich unbeständig, wie im P oul-
senschen Lichtbogen. Diese Unbeständigkeit strebt dahin, Schwin-

1) 185 m (d. Übers.).
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 13

186 Mitteilungen aus der Praxis.

gungen zu erzeugen, deren Periode durch den Schwingungskreis L, L; C,
bestimmt ist. Diese Schwingungen werden in dem Kreise PC, F ver-
stärkt, und diese verstärkte Energie wird durch die Koppelung L, L,
dem Kreise L,L,C, wieder zugeführt und erhält so die ursprüng-
lichen Schwingungen aufrecht, die andernfalls das Bestreben haben, -
auszusetzen.

Beim Empfang von Signalen solcher Stationen, die mit Hoch-
frequenzmaschinen oder Bogen arbeiten, wird der Audionkreis des
Empfängers so eingestellt, daß die örtlichen Schwingungen des Audions
ein wenig gegen die ankommenden Schwingungen verstimmt sind. Die
Vereinigung der beiden Schwingungsgruppen erzeugt Schwebungen
von einer Frequenz, die in den Empfangshörern wahrgenommen werden
kann. Die Tonhöhe dieser Schwebungen kann man durch Regelung
des Betrages der Verstimmung nach Belieben einstellen.

Die Signalstärke wird nach dem Verfahren des kurzgeschlossenen
Telephons gemessen; dabei wird parallel zu den Telephonen T, des
Audions ein induktionsfreier Nebenschluß s gelegt und so lange ver-
ringert, bis die Signale gerade noch hörbar bleiben. Ist I der Wert
der Stromstöße in den Telephonen ohne Nebenschluß und u die gerade
noch hörbare Stromstärke, so ist

IJI =(t+ s)/s

wo it der Effektivwiderstand des Telephons für die gegebene Frequenz
der Schwebungen und s der Widerstand des Nebenschlusses ist, der
die Signale gerade noch zu hören gestattet. Das Verhältnis I/I, wird
als „Hörbarkeit des Signals“ bezeichnet. Wie durch an anderer Stelle!)
beschriebene Versuche nachgewiesen worden ist, ist die Hörbarkeit im
schwingenden Audion der Stromstärke im Empfangsluftleiter proportio-
nal, und nicht, wie im elektrolytischen Detektor, im Detektor mit
Kristallkontakt und im nicht schwingenden Audion, proportional dem
Quadrate der Stromstärke.

Geeicht wird das schwingende Audion zum Zwecke quantitativer
Messungen durch Vergleichung der Hörbarkeit eines gegebenen Signals
mit dem Ausschlag, den dasselbe Signal an einem mit einem Silizium-
detektor verbundenen Galvanometer hervorbringt.?) Das Audion und

1) Journ. Wash., Acad. 6, 81, 1916. | |

2) Wegen atmosphärischer Störungen wird diese Eichung an einem
künstlichen Luftleiter vorgenommen, der dieselben Konstanten hat wie der
tatsächliche; dabei werden die Signale durch ein zweites sch wingendes
Audion im Laboratorium erzeugt.

Mitteilungen aus der Praxis. 187

der Siliziumdetektor können durch einen Umschalter abwechselnd mit
dem Sekundärkreise verbunden werden. Dabei werden der Schwin-
gungskreis und die Koppelung in jedem Einzelfalle auf die größte
Wirkung eingestellt. Unmittelbar vor jedem Versuche wird der
Siliziumdetektor durch Vergleichung mit einem Thermoelement im
künstlichen Luftleiter geeicht. Es hat sich herausgestellt, daß bei
richtiger. Einsteilung der Schwingungskreise für jede einzelne Röhre
alle de- Forestschen Röhren, sofern sie nicht offensichtlich unvoll-
kommen sind, nahezu dieselbe Empfindlichkeit ergeben. Diese Empfind-
lichkeit ändert sich indessen bei geringen Veränderungen der Einstel-
lung sehr stark; es ist deshalb für Meßzwecke wichtig, die Einstellung
genau in derselben Weise vorzunehmen. Eins der zuverlässigsten Ver-
fahren besteht‘ darin, den Luftleiter und die geschlossenen Schwin-
gungskreise bei loser Koppelung abzustimmen, und dann, während
man den Luftleiter unverändert läßt, den Sekundärkreis einzuschalten
und ihn wieder bei der besten Koppelung nachzustimmen. Bei Ver-
wendung Baldwinscher Telephone von 2000 Ohm Gleichstromwider-
stand und einer Empfindlichkeit von 5 x 101° Amp. bei 1000 Perioden
für normale Ohren stellt das schwächste hörbare Signal eine Energie
von ungefähr. 1,5 x 1015 Watt im Empfangssystem dar. Die Hör-
barkeit wächst wie die Quadratwurzel aus der aufgenommenen Energie-
menge. Die richtige Einstellung der Hauptkoppelung scheint die
Empfindlichkeit innerhalb weiter Grenzen vom Widerstand des Sekundär-
kreises und von der Wellenlänge praktisch unabhängig zu machen.

Die Ergebnisse der an den von Nauen und von Eilvese kom-
menden Signalen vom 1. Januar bis zum 1. Juli 1916 angestellten
Messungen sind in den Kurven der Fig. 2 dargestellt. Die früheren Be-
obachtungen sind nicht mit aufgeführt, da sie nämlich infolge von
Veränderungen in den Beobachtungsverfahren als mit den späteren
nicht recht vergleichbar erachtet werden.

Das Auffallendste an diesen Kurven ist ihre merkwürdige Ver-
änderlichkeit; schwankt doch die empfangene Stromstärke zwischen
1x1077 und 80 x 107 Amp., d.h. zwischen einer Hörbarkeit von
etwa 25 und einer solchen von mehr als 2000 bei dem benutzten
Einstellungsverfahren. Die Ursache dieser Veränderlichkeit ist nicht
völlig klar. Gelegentlich einiger früherer Versuche‘) wurde die An-
sicht geäußert, daß die Änderungen wahrscheinlich, wenigstens bis zu
einem beträchtlichen Grade, auf Beobachtungsfehlern beruhten; es

—— meom

1) Bull. Bur. Stand. 7, 315, 1911.
13*

188 Mitteilungen aus der Praxis.

scheint aber nunmehr ziemlich sicher zu sein, daß unter normalen
Verhältnissen hinsichtlich der atmosphärischen Störungen die Beobach-
tungsfehlergrenzen 20 bis 80 v. H. betragen, während in außergewöhn-
lichen Fällen die Grenze für die Fehler das Verhältnis 2:1 erreichen
mag; das reicht aber für die Erklärung dieser großen Änderungen in
der beobachteten Stromstärke bei weitem nicht aus.

Ich glaube nunmehr, daß die Änderung der Stromstärke zum
größten Teile von einer unregelmäßigen Reflexion oder möglicherweise
einer Brechung in den oberen Lagen der Atmosphäre herrührt, welche
der Empfangsstation Energie zuführt außer jener, die dicht an der
Erdoberfläche entlang wandert. Es ist ferner wahrscheinlich, daß in-
folge der Ionisation der Atmosphäre eine Absorption von gewissem
Betrage stattfindet. Marconi hat festgestellt. daß die Signale zwischen
Glace Bay und Clifden in Irland schwächer sind, wenn zwischen den
Stationen Gebiete ausgesprochen niedrigen Barometerstandes liegen, und
die vorliegende Arbeit scheint bis zu einem gewissen Grade seine Be-
hauptungen zu stützen. Es scheint einiger Grund für die Annahme
zu bestehen, daß solche Gebiete, in denen ausgesprochene atmosphä-
rische Störungen bestehen, auch Gebiete der Absorption sein können.

Sommerfeld und seine Schüler!) haben eine Theorie für das
Fortschreiten von Wellen über eine gut leitende Fläche, wie Salz-
wasser, entwickelt, die sich näherungsweise durch folgende Formel
ausdrücken läßt:

Rd oala
RaR t Vi (i)

In dieser Formel ist I, die Stromstärke im Empfangsluftleiter uħd Z,
die Stromstärke im Senderluftleiter; A, bzw. h, sind die Höhen der
Mitten der Kapazität im Sender- und im Empfangsluftleiter, A ist die
Wellenlänge, d die Entfernung und R der Widerstand des Empfangs-
systems. Die Stromstärken werden in Ampere und die Längen in
Kilometern ausgedrückt. Das erste Glied dieser Gleichung ist aus
der Hertzschen Theorie abgeleitet. Das Exponentialglied stellt den
Intentitätsabfall dar, der dadurch entsteht, daß die Wellen der Krüm-
mung der Erde nicht folgen. Die Gleichung (1) berücksichtigt nicht
die Möglichkeit, daß ein Teil dieser verlorenen Energie aus der oberen
Atmosphäre zurückkehrt, und es ist wahrscheinlich, daß diese Glei-

1) A. Sommerfeld, Ann.d. Phys. (4) 28, 665, 1900; ferner H. March,
a. a. O. 37, 29, 1912; W. von Rybezynski, a. a. O. 41, 191, 1913; J.
Zenneck, Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie 3, 294.

I; = 377 —

Mitteilungen aus der Praxis. 189

chung für die Signale an den schlechtesten Tagen ziemlich richtig ist.
Die seitens der Marine der Vereinigten Staaten benutzte Formel für
die empfangene Stromstärke macht von demselben Hertzschen Gliede
Gebrauch wie die Gleichung (1), verwendet aber ein Exponentialglied
des auf Grund der in den Jahren 1909 und 1910 zwischen Brant
Rock und den Kreuzern „Salem“ und „Birmingham“ angestellten Ver-
suche auf lange Strecken!) empirisch abgeleitet worden ist. Die
Formel der Marine lautet:

h h. I _WI5-4
Ir = 877 SAIR .e Vi (2)

Diese Formel sollte den Durchschnittswert der Stromstärke dar-
stellen, die bei Tage über Salzwasser empfangen wird, und scheint,
soweit sich dies mit Sicherheit bestimmen läßt, gute Ergebnisse zu
liefern, welche innerhalb der Beobachtungsfehlergrenzen, wenigstens bis
zu 3600 Seemeilen, richtig sind.

Die in den Kurven der Fig. 2 wiedergegebenen Beobachtungen
wurden im allgemeinen in den Stunden zwischen 9 und 11 Uhr vor-
mittags Washingtoner Zeit vorgenommen und stellen somit die Signale
dar, die von Deutschland nach Amerika gesandt wurden, während auf
der ganzen Bahn der Signale Tageslicht herrschte. Nach Sonnenunter-
gang in Deutschland — also wenn die Bahn der Signale zum Teil
im Dunkeln und zum Teil im Tageslicht liegt — ist die Empfangs-
stärke häufig sehr verringert, gleich als fände eine Zurückwerfung an
der Schattenwand statt. |

Einige ganz wenige Beobachtungen sind während der Stunden an
gestellt worden, in denen die ganze Bahn der Signale im Dunkeln
liegt, aber diese Beobachtungen deuten darauf hin, daß die Änderung
zwischen Tag und Nacht bei diesen Wellenlängen nicht größer ist als
die an verschiedenen Tagen beobachtete. ?)

Die Mittelwerte aus den beobachteten empfangenen Stromstärken
für die einzelnen Monate sind in der nachstehenden Tabelle angegeben,
ebenso die Werte, die nach der Sommerfeldschen Formel und nach
der Formel der Marine berechnet worden sind.

1) Bull. Bur. Stand. 7, 35, 1911; Reprint 159. — 11, 69, 1914; Re-
pint 826.

2) Die bekannte Zunahme der Stärke bei nächtlichen Signalen ist eine
Funktion sowohl der Wellenlänge als auch der Entfernung. Bei Wellenlängen
von 10000 und 12000 Metern wird sich wahrscheinlich eine deutliche Ver-
stärkung bei Nacht in einer Entfernung von rund 5000 Meilen zu zeigen
beginnen.

190 | Mitteilungen aus der Praxis.

TORIUM DER MAR
BUREAU OF STAND)
1JAN. TEE

ALS

CE ARENA CANE

EMPFANG VON NAUEN UND __ = et
EILVESE IM FUNKENLABOR A: EILVESE— I A =g.800 m

EINHEIT DER STROMSTÄRKE 1-10amp

ki
| W
| wE
Fäi a
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EA T RTA

Al Mh, | Fi Re im
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Bik pi

Mitteilungen aus der Praxis. 191

Wie man sieht, sind die aus der theoretischen Formel berech-
neten Stromstärken kleiner als ein Zehntel der beobachteten Mittelwerte;
vergleicht man jedoch die Quadratwurzeln aus den theoretischen Werten
der Stromstärke mit den beobachteten Kurven, so findet man, daß
einige der tiefsten Punkte recht gut übereinstimmen. Die von H.M.
Macdonald!) entwickelte Formel würde anscheinend noch kleinere
Werte liefern als die Glelchung (1).

Die Tabelle lehrt, daß die Signale im April und Mai noch stärker
waren als während des Winters, und daß auf die Periode starker
Signale ein sehr entschiedener Abfall im Juni folgte. Diese Änderungen
mit der Jahreszeit stehen ebenso wie die in Fig. 2 dargestellten täg-
lichen Änderungen nahezu sicher mit atmosphärischen Änderungen im
Zusammenhang, aber diese treten möglicherweise in sehr erbeblichem
Maße in Höhen auf, die oberhalb des gewöhnlichen Bereiches meteoro-
logischer Beobachtungen liegen. Möglicherweise hängt die Abnahme
der Stärke im Frühsommer mit der südwärts gerichteten Bewegung
des Gebietes niedrigen Luftdruckes über dem Nordatlantischen Ozean
zusammen. Bekanntlich eilen die Änderungen mit der Jahreszeit in
großen Höhen den entsprechenden Änderungen an der Erdoberfläche
nach.?) So interessant das Studium dieser Beziehungen ist, muß es
doch zurückgestellt werden, bis wir über mehr Beobachtungsmaterial
verfügen. j

Monatliche Mittelwerte für die Stärke der empfangenen Ströme in
Ampere nach den Beobachtungen

1916 | Signale aus Nauen | Signale aus Eilvese
Aan a er a aa
Januar -oo 182x107 | 195x1077
Februar . Er E 10,4 18,2 l
März . 2 222 2.2.20. 2136 20,8
April ©... Er 22,4 29,0
Min 21,6 38,8
Juni Be a 6,2 8,5
Hauptmittel | 144x107 | 21,6x1077
Berechnet nach Gleichung (1) 0,95 x 1077 1,91x 1077
Berechnet nach Gleichung (2) ! 14,3 22,2

1) Siehe Eccles, Wireless Telegraphy, 1916, S. 161.
2) S. W. R. Blair, Bulletin of the Mt. Weather Observatory, U. S.
Weather Bureau 6, (4), 179, 1914. |

192 Mitteilungen aus der Praxis.

Daten für die Berechnung

i 0,0019 d 0,0015d

"Lin Amp. |h,iam|A,inm|dinkm|i in n| Rin Ohm |," i e
z TEEN SOENE TE N. SE E. DSE. ERE E EAN
Nauen 150%) | 150 | 30 | 6650 |12500| 124 0,0039 | 0,058
Eilvese | 150!) | 150 | 30 | 6100 | 9800 98 0,0045 | 0,052

(Aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

1) Nach den Angaben aus dem Jahre 1914.

“

(Eingesandt 25. Januar 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Ikle, Berlin-Zehlendorf
(Wannseebahn), Milinowskistr. 31.

Wir entnehmen der „Norddeutschen Allgemeinen Zeitung“, Nr. 324
vom 22. November 1916 folgenden Artikel:

Funkspruchverkehr mit dem Auslande.')

Um die stärkste Waffe seiner Kriegführung, die Verleumdung
des Gegners und die Irreführung der Neutralen, möglichst nachdrück-
lich und ungestört zur Geltung bringen zu können, hat England, unser
Hauptfeind, gleich mit Kriegsausbruch unsere überseeischen Kabel-
verbindungen unterbrochen. Die so zunächst erzielte Abschließung
Deutschlands von den außereuropäischen neutralen Ländern benutzte
es, um durch Vermittlung des in allen Ränken und Intrigen seit
langen Jahren geübten Reuterschen Bureaus Stimmung gegen Deutsch-
land zu machen. Deutschland wurde als Friedensstörer bezeichnet;
erfundene Nachrichten über die Grausamkeit seiner Kriegführung
wurden nach allen Teilen der Welt gekabelt; die Abschließung

1) Wir empfehlen als ergänzende Lektüre die kleine Schrift von

Dr. Richard Hennig: „Die drahtlose Telegraphie im überseeischen Nach-

richtenverkehr während des Krieges“ (Heft 112 der Sammlung Volkstümliche

Vorträge „Meereskunde“, Verlag Ernst Siegfried Mittler u. Sohn, Berlin).

Wir machen jedoch darauf aufmerksam, daß die Bemerkung von Dr. Hennig,

die Funkenstationen wären zu nahe der Küste errichtet, unrichtig ist.
E.

Mitteilungen aus der Praxis. 198

Deutschlands wurde schließlich auch in wirtschaftlicher Beziehung zum
Vorteile Englands ausgebeutet.

Das einzige Mittel, um von uns aus den englischen Lügen und
Machenschaften entgegenzutreten, blieb der Funkspruch. Wohl be-
standen bereits in Deutschland zwei Großfunkspruchstellen, Nauen und
Eilvese, beide aber waren über ihre ersten Versuche im Verkebr auf
große Entfernungen noch nicht hinausgekommen. Daher war es in
den ersten Monaten des Krieges nur möglich, wenige hundert Worte
mit zahlreichen Unterbrechungen an die amerikanischen Funkspruch-
stellen Sayville und Tuckerton hinüberzubringen, und diese wenigen
Worte mußten naturgemäß vornehmlich der Richtigstellung englischer
Behauptungen dienen. Immerhin aber konnten unseren heldenmütigen
Kämpfern in Deutsch-Südwest, Kamerun und Ostafrika doch schon auf
diese Weise die zahlreichen ruhmvollen Siege und Taten ihrer Brüder
in der Heimat übermittelt werden. Leider war es dagegen nicht
möglich, auch von ihnen Nachrichten zu erhalten.

In der Erkenntnis, daß die Wiederherstellung der Verbindung mit
Übersee von größter politischer und wirtschaftlicher Bedeutung sei,
haben sich die zuständigen Militär- und Zivilbehörden im Verein mit
den leitenden Persönlichkeiten der drahtlosen Technik in rastloser und
unermüdlicher Arbeit bemüht, den uns gebliebenen Weg zur Nach-
richtenübermittlung für die steigenden Bedürfnisse auszubauen. Bereits
ın den Wintermonaten des Jahres 1914 konnten vereinzelt Geschäfts-
telegramme zur Beförderung angenommen werden. Der Winter 1915
sah eins wesentliche Steigerung des Privat- und Geschäftsverkehrs, so
daß die hierfür gültigen Bestimmungen in feste Formen gebracht
werden konnten. Natürlich legten die besonderen Eigenschaften des
Fuokspruchs der Zulassung der Öffentlichkeit gewisse Beschränkungen
auf, wenn anders nicht das Reich durch Mißbrauch der Einrichtung
durch einzelue schweren Nachteil erleiden sollte. Die erwähnten Be-
stimmungen, die der Öffentlichkeit die Benutzung des Funkspruchs
freigaben, sehen in ihren Grundzügen etwa folgendes vor:

1. Die Auflieferung der Telegramme hat bei der zuständigen
Handelskammer zu erfolgen, welche die Telegramme an die zuständige
Stelle zur Weiterbeförderung abgibt. Um einem Mißbrauch möglichst
vorzubeugen, soll hierbei der Aufgeber seine Telegramme persönlich
bei der Handelskammer abgeben.

2. Die Abfassung des Telegramminhalts muß in offener deutscher
oder englischer Sprache erfolgen und ohne weiteres klar verständ-
lich sein,

194 Mitteilungen aus der Praxis.

3. Die Adresse soll, um alle Weiterungen auszuschließen,
mindestens 4 Worte und die Unterschrift mindestens 2 Worte ent-
halten.

So unbequem manchem auch diese Bestimmungen erscheinen
mögen, so ließen sie sich doch aus dem bereits erwähnten Grunde
nicht vermeiden. Auf dem Wege über die Deutschland mit Amerika
verbindenden Funkspruchlinien können nun Telegramme nach allen
Teilen der Welt, mit denen die Vereinigten Staaten von Amerika durch
Kabel oder eigene Funkspruchlinien verbunden sind, aufgeliefert
werden. Die Gebühren halten sich in verhältnismäßig beschränkten
Grenzen, wenn sie auch naturgemäß höher als die im Frieden auf dem
Kabel bezahlten sind.

Im Frühjahr 1916 gelang es, neben den beiden bereits erwähnten
Funkspruchlinien eine weitere Linie nach Spanien verfügbar zu machen.
Auf diese Weise konnten nach langen Monaten der Ungewißheit zum
ersten Male die in Spanien internierten Kamerunkämpfer mit ihren
Angehörigen daheim Nachrichten austauschen. Auch diese Linie hat
mittlerweise eine so erhebliche Erweiterung erfahren, daß jetzt allen
Anforderungen entsprochen werden kann.

Der Winter 1916 zeigt eine weitere Erhöhung der etun
fähigkeit der Funkspruchlinie nach Amerika. So wurden beispielsweise
im Monat Oktober mehr als 300000 Worte mit den amerika-
nischen Gegenfunkspruchstellen ausgetauscht, und diese Wort-
zahl läßt sich nötigenfalls noch erheblich vergrößern. Diese
Steigerung der Leistungsfähigkeit gründet sich auf eine Reihe tech-
nischer Verbesserungen, die zum Teil erst während des Krieges aus-
geprobt und für den praktischen Gebrauch fertiggestellt werden mußten.
Die nächsten Monate sollen noch weitere Vergrößerungen und Ver-
besserungen an den Einrichtungen unserer Großfunkspruchstellen
bringen. Es darf aber auch nicht vergessen werden, daß insbesondere
unsere obersten militärischen Behörden (die oberste Leitung des ganzen
Betriebes liegt in den Händen des Admiralstabes der Marine) sich ein
ganz besonderes Verdienst durch die Zurückstellung aller entgegen-
stehenden ‚Bedenken bei der Freigabe des Funkspruchverkehrs mit dem
neutralen Auslande, durch das Hinwirken auf eine weitere Steigerung
dieses öffentlichen Verkehrs erworben haben.

Die Klagen fremder Berichterstatter, die bisher gezwungen waren,
die englischen Kabel zu benutzen, und deren Berichte durch den eng-
lischen Zensor nur allzuoft eine dem deutschen Interesse schädliche
Kürzung oder Änderung erfuhren, sind beseitigt, seitdem auch ihnen

Mitteilungen aus der Praxis. 195

die Benutzung der Funkspruchlinien im weitesten Umfange raugestell!
werden konnte.

Von welchem Werte die Leistungssteigerung unserer überssäicchen
Funkentelegraphie ist, mag daraus entnommen werden, daß die Be-
richte unserer Obersten Heeresleitung und der Seekriegs-
leitung, sowie die Reden unserer Staatsmänner oder sonstige
besondere Ereignisse in den großen Tageszeitungen der Vereinigten
Staaten von Amerika zu gleicher Zeit wie in den deutschen
Zeitungen erscheinen und damit allen englischen Verdunkelungs-
und Verdrehungsversuchen zuvorgekommen wird. Eine sinnreiche und
umfassende Organisation sorgt dafür, daB diese Berichte sofort bis
in die kleinsten Staaten Südamerikas und bis in das ferne
Ostasien weitergehen. So wird dem Auslandsdeutschen die Sieges-
zuversicht erhalten und den neutrnlen Staaten die Wahrheit über die
Verhältnisse und Zustände bei den Mittelmächten klargelegt, die sie
in der Flut englischer Lügennachrichten nicht zu erkennen ver-
möchten.

Dank der Funkentelegraphie wird an der Sonne der Wahrheit
englischer und welscher Trug zuschanden werden und dahinschmelzen
wie vor unseren Waffen das Völkeraufgebot fast der ganzen Welt.

Drahtlose Telegraphie auf Flugzeugen.

Durch die gesamte deutsche Tagespresse ging Ende Februar ein
offenbar von der deutschen Militärbehörde selbst inspirierter Artikel
„Bei unseren Fliegern in Döberitz“, der folgende unsere Leser beson-
ders interessierende Angaben enthielt:

Vor dem Kriege haben selbst die weitblickendsten Fachleute nicht
die Entwickelung des Flugwesens und der mit ihm verknüpften Mög-
lichkeiten vorausgesehen, die dann in den 30 Monaten des Krieges
eingetreten ist und offenbar noch weiter bevorsteht. Diese Entwickelung
hat Fortschritte von kaum abmeßbarer Ausdehnung bewirkt. Der Be-
trachter findet kaum Worte für sein Erstaunen und seine Bewunderung,
wenn er unser jüngstes, mit den erlesensten kriegstechnischen Hilfs-
mitteln ausgestattetes Flugzeug mit einem der Apparate vergleicht,
mit denen seinerzeit unsere ersten Flieger aufstiegen. So sind die alte
Taube und der erste Fokker aus dem Kriegsdienst verschwunden. Die
erste Aufgabe war, das Flugzeug dauerhafter, widerstandsfähiger und

196 Mitteilungen aus der Praxis.

leistungsfähiger zu machen. Diese Aufgabe wird in immer vollkom-
menerem Maße gelöst. An Stelle des alten Drahtgewirrs sind meisten-
teils feste Versteifungen getreten; Flügel, Steuer usw. sind kräftiger
geworden, so daß die Stabilität des Flugzeuges bedeutend gesteigert
ist. Ähnlich ist die Tragfähigkeit der Apparate gewachsen. Bomben,
Maschinengewehre, Beobachtungsapparate, Kameras, Filmkasten tragen
die Kriegsflugzeuge von heute außer dem Flieger und Beobachter weit
über die feindlichen Linien. Entsprechend ist naturgemäß die Größe
und Ausdehnung der Apparate gestiegen. Die Zahl der erreichten
Ausmaße zu nennen, verbietet sich unter den jetzigen Umständen; der
Leser muß sich mit der Versicherung begnügen, daß die deutsche
Technik hier Wunder wirklich zu machen verstanden hat. Ist durch
diese technische Verbesserung die Sicherheit und Dauerfähigkeit der
Flugzeuge gestiegen und durch ihre Vergrößerung ihre Tragfähigkeit,
so ist demgegenüber auch ihre Schnelligkeit und Flugkraft nicht
zurückgeblieben, sondern hat mit den erwähnten Entwickelungen min-
destens gleichen Schritt gehalten. Die Eutwickelung des Luftkrieges
hat es nun mit sich gebracht, daß die weiteren Hilfsmittel, die für
die eigentliche Kriegstätigkeit in den Lüften notwendig sind, auch
vervollkommnet werden mußten. In erster Linie steben die Mittel zur
Verständigung. Der Flieger von einst war darauf angewiesen, das
von ihm in der Luft Beobachtete entweder erst nach seiner Rückkehr
den zuständigen Stellen, den infanteristischen bzw. artilleristischeh
Truppenkörpern mündlich mitzuteilen, oder man war auf Flaggen-
und Leuchtsignale beschränkt. Heute sind wir so weit, daß wir jeden
Apparat mit einer eigenen drahtlosen Station ausstatten können,
die Drahtungen über 50, ja bis zu 300 km ermöglicht. Dabei ist
mühelos die Verständigung vom Flieger zu der eigenen Frontstelle
möglich, während umgekehrt die Verständigung!) von der Frontstelle
zum Flieger infolge des Geräusches auf dem Flugzeuge noch seine
Schwierigkeiten hat, deren vollstäudige Überwindung indessen wohl
auch noch nur eine Frage der Zeit ist. Dann wird sich auch eine
noch bessere Verständigung der Flieger und Fliegergeschwader unter-
einander ermöglichen, obschon auch für diese Zwecke vieles erreicht
wurde. — Hierbei sei auch die „Zentralheizung“ der Flugzeuge
kurz gestreift. Mit Hilfe der elektrischen Quellen des Flugzeuges

1) Vielversprechende Versuche unter Benutzung der neuen Tele-
funkenverstärker (Gasrelais) werden auch gerade von der Flugzeugabteilung
der Schweiz. Armee gemacht. E

H. Eales: Patentschau. 197

werden eigens für diesen Zweck angefertigte Fliegermäntel durch-
wärmt — ähnlich wie es beim elektrischen Ofen geschieht, so daß die
eisigen ‚Wintertemperaturen, die in mehreren 1000 Meter Höhe bis
zu — 40 Grad beobachtet wurden, nicht die jeden Nerv anspannende
Arbeit eines Fliegers beeinträchtigen. E.

(Eingesandt 15. März 1917.)

Patentschau.
Von H. Eales.

Die britische Patentschrift 7151 vom Jahre 1913 der British
Thomson-Houston Company Ltd. in London betrifft Anordnungen
zum Regeln und Beeinflussen der Amplitude bzw. der Leistung von
Hochfrequenzströmen, und zwar sollen diese Anordnungen sowohl zur
Erzeugung von Tonfrequenzen als auch für die Zwecke der drahtlosen

Fig. 1. Fig. 2.

Telephonie benutzt werden. Es wird davon ausgegangen, daß es be-
reits bekannt war, Hochfrequenzströme mit Hilfe eingeschalteter Drossel-
spulen zu regeln, deren Reaktanz mit Hilfe einer zweiten Spule, die
mit Gleichstrom erregt wird, geändert werden kann. Dieses Verfahren
hat aber den Nachteil, daß in der Gleichstromspule Hochfrequenzströme
induziert werden. Dieser Nachteil soll nach der genannten Patent-
schrift dadurch vermieden werden, daß zwei Drosselspulen in Serie
geschaltet werden und diese der magnetisierenden Wirkung des Rege-
langsstromes ‘unterworfen werden, wobei aber die Magnetisierungs-

198 H. Eales.

wirkung des Regelungsstromes in der einen Drosselspule derjenigen
der anderen Spule entgegengesetzt gerichtet sein soll. Der Regelungs-
strom kann dabei je nach dem besonderen Falle Wechselstrom von
niedrigerer Frequenz (Tonfrequenz) oder auch Gleichstrom sein. --

Fig. 1 und 2 zeigen solche Anordnungen in teilweisem Schnitt,
während Fig. 8 die Schaltung an sich darstellt. Fig. 4 ist eine sche-
matische Darstellung der Anordnung für den Fall- der Anwendung auf

16-5 ii : 17
12
41 5
7 h H
AO) 8 > 14
Fig. 4.

drahtlose Telephonie und Fig. 5 für den Fall der Erzeugung von Ton-
frequenzen. In Fig. 3 ist: 6 der Hochfrequensgenerator, der das Netz 7
speist. Zwei Drosselspulen 8 und 9 liegen in diesem Netz in Hinter-
einanderschaltung und sie wirken zusammen mit den Spulen 10 und 11.
Diese Spulen 10 und 11 sind gegeneinander geschaltet und werden
aus einer Stromquelle, in Fig. 3 beispielsweise aus einer Batterie 12,
gespeist. Infolge dieser Anordnung ist die magnetisierönde Wirkung

Patentschau. 199
des in die Spule 10 fließenden Stromes auf die Spule 8 entgegenge-
richtet der Wirkung des in der Spule 11 fließenden Stromes auf die
Spule 9. Da die Spulen 10 und 11 einander entgegengeschaltet sind,
so sind die in 10 und 11 induzierten Spannungen entgegengerichtet,
und wenn die Spulen entsprechend dimensioniert sind, ist die resul-
tierende Induktionswirkung Null. Die Gesamtinduktanz der Spulen 8
und 9 ändert sich dabei proportional dem Magnetisierungsstrom in
den Spulen 10 und il. Da die Spulen 10 und 11 gegeneinander
geschaltet sind, muß die Gesamtinduktanz der Spulen 8 und 9 im
Hochfrequenzkreise 7 für beide Stromrichtungen gleichgroß sein. Durch

mx
fu 2
on
1 I

Fig. 5.

den regelbaren Widerstand 13 kann man dann eine beliebige Regelungs-
wirkung auf den Hochfrequenzstrom ausüben. Fig. 4 zeigt die An-
wendung auf drahtlose Telephonie, wobei durch das Mikrophon 16
der Steuerungsstrom entsprechend den zu übertragenden Sprachschwin-
gungen geändert wird. 14, 15 und 17 stellen die Hochfrequenz-
kreise und die Antenne dar. In Fig. 5 ist die Anordnung in An-
wendung auf die Übertragung von Hochfrequenzschwingungen von
Tonfrequenz dargestellt, wobei 23 ein Wechselstromgenerator von dieser
Tonfrequenz ist, dessen Strom durch die Spulen 28 und 29 geleitet
wird, während die aus der Batterie 24 gespeisten Spulen 26 und 27
eine konstante Grundmagnetisierung liefern. In Fig. 1 und 2 endlich
ist die Konstruktion der Spulen besonders dargestellt und zwar :be-
sitzen die Spulen. zwei magnetisierbare Kerne 18 und 19 aus lamel-
liertem Eisen, die Spulen 20 für den Regelungsstrom und den
Spulen 21 für den Hochfrequenzstrom, sowie die Spulen an in Fig. 2
für den Fall der Fig. 5 für den Tonfrequenzstrom.

200 H. Eales.

Die Compagnie Générale Radiotelegraphique beschreibt in
der französischen Patentschrift 444356 und in der Zusatzpatentschrift
16369/444356 Anordnungen zur Erzeugung von Hochfrequenzströmen.
Sie geht davon aus, daß die in Fig. 6 dargestellte bekannte Anord-
nung, bei der eine Wechselstrommaschine A (oder ein Transformator,
der von einem Wechselstrom oder von unterbrochenem Gleichstrom

G
Fig. 6.

gespeist wird) einen Schwingungskreis mit der Selbstinduktion S, der
Kapazität D und der Funkenstrecke E über Regelungswiderstände bzw.
Drosselspulen BC speist, im allgemeinen keine reinen Funken und
keine sauberen Schwingungen liefert, daß sich vielmehr im allgemeinen

G
Fig. 7.

eine Art Lichtbogen zwischen den Elektroden der Funkenstrecke E
bildet, der unnütz Energie absorbiert und die Elektroden erhitzt. Zur
Behebung dieses Nachteils hat man bisher entweder Resonanzladung
des Speisekreises, oder Kühlung der Elektroden oder des Funkens
selbst, oder synchron mit dem Speisewechselstrom erfolgende Änderung
der Elektrodenentfernung oder besondere Bauarten der Wechselstrom-
maschine mit spitzem Spannungsverlaufe verwendet. Nach der ge-
nannten Patentschrift soll nun zur Behebung des Nachteils der Licht-
bogenbildung gemäß Fig. 7 ein zweiter Kondensator F in Serie mit

Patentschau. 201

der Funkenstrecke geschaltet werden. Auf diese Weise kann man
einen einzigen und reinen Funkenübergang pro Halbperiode des
Speisewechselstromes erhalten. Im Gegensatz zu dem oben erwähnten
Prinzip der Resonanzladung im Speisekreis ermöglicht diese Anordnung
ein Arbeiten mit Speisewechselströmen von beliebig verschiedener Fre-
quenz ohne eine neue Einstellung oder Nachregulierung zu benötigen.
Indessen kann man trotzdem diese Resonanzladung außerdem noch
verwenden, um alle 2 oder 3 Halbperioden einen Funkenübergang zu
erzielen. Auch kann man diese Anordnüng bei den anderen oben an-
gegebenen bekannten Mitteln zur Lichtbogenverhinderung nebenbei
verwenden. In bezug auf die Werte der Kapazitäten zeigt die Rech-
nung, daß man, wenn ihre Summe gegeben ist, ein Maximum der

Fig. 8.

Energie erhalten kann, wenn man die Kapazität des Kondensators D
ein wenig kleiner macht als die Kapazität des Kondensators Æ, Fig. 8
zeigt eine Abart der Schaltung. Die Funkenstrecke wird je nach den
besonderen Umständen gewählt. Für Stoßerregung und hohe Span-
nungen sollen Serienfunkenstrecken mit rotierenden Elektroden ver-
wendet werden. Wenn die Elektroden oder eine der Elektroden der
rotierenden Funkenstrecken gezahnt sind und so eine Art rotierenden
Stromunterbrecher bilden, kann man sie synchron mit der Frequenz
des Speisewechselstromes umlaufen lassen, um, je nach der Umdrehungs-
geschwindigkeit, für je 1, 2, 3 oder 4 Halbperioden einen Funken-
übergang zu .erbalten. Für Tonfunkentelegraphie wählt man den
Speisewechselstrom von gut hörbarer Frequenz und hat dann ein Mittel,
den Ton schrittweise zu ändern. Werden dagegen die gezahnten
Elektroden außer Synchronismus angetrieben, so erhält man unregel-
mäßige Töne, die dazu dienen können, eine Station für drahtlose Tele-
graphie besonders kenntlich zu machen. In der Zusatzpatentschrift
16369/444356. wird dieselbe Kondensatorschaltung angewendet auf
Jahrb. d. drahtl. Telegraphi u. Telephonie. 12. 14

202 H. Eales.

den Fall, wo anstelle des Speisewechselstromes ein kommutierter Gleich-
strom verwendet wird, wie Fig. 9 zeigt. m ist die Gleichstrommaschine
und c ein umlaufender Kommutator, der z. B. 500mal in der Sekunde
die Stromrichtung umkehrt.

b
Ə S
=n E 5
€
D
F
® g C
Fig. 9.

Emile Girardeau beschreibt in der französischen Patentschrift
432647 Anordnungen zur Erzeugung ununterbrochener oder schwach

Fig. 10.

gedämpfter elektrischer Schwingungen, die in Fig. 10 und 11 dargestellt
sind. Girardeau beabsichtigt, die Verwendung einer Funkenstrecke im

B
| K Z
B 0

| Fig. 11.

Schwingungskreis ganz zu vermeiden. Zu diesem Zwecke will er in dem
geschlossenen, keine Funkenstrecke enthaltenden Schwingungskreis C L
(Fig. 10) Schwingungen erzeugen, indem er einen Hilfskondensator K an
die Klemmen BB’ der Hochspannungsstromquelle anlegt, die sowohl eine

Patentschau. 203

Gleichstrom- als auch eine Wechselstromquelle sein kann, und indem er
diesen Kondensator K, dessen Kapazität im Verhältnis zur Kapazität
des Kondensators C klein sein soll, so daß auf alle Fälle die Span-
nung an den Klemmen des Kondensators K einen genügend hohen
Wert erreicht, sich in den Schwingungskreis C L über einen geeigneten
Entlader E entladen läßt, worauf dann der Schwingungskreis CL frei
ausschwingen und seine Energie an die Antenne oder einen anderen
Nutzschwingungskreis abgeben kann. Zur Erzielung einer guten Wir-
kung ist es günstig, wenn die Zeitdauer der Enladung des Konden-
sators K in den Kondensator C so kurz wie möglich ist, so daß. der
Kondensator C und damit der Kreis CL eine Art Stoßerregung er-

Fig. 12. Fig. 13.

hält. Zu diesem Zwecke muß der Entlader Æ geeignet angeordnet
und ausgebildet werden; er kann z. B. Elektroden erhalten, die durch
eine Flüssigkeit oder ein Gas gekühlt werden, oder es können Kas-
kadenfunkenstrecken verwendet werden. In den Fällen, wo man nur
eine Gleichstromquelle oder eine Wechselstromquelle von niedriger
Frequenz zur Speisung des Kondensators K besitzt, könnte man ebenso
gut eine rotierende Funkenstrecke, wie in Fig. 11 dargestellt, ver-
wenden, wobei dann Hochfrequenzschwingungen erzeugt werden, die
eine Tongruppenfrequenz besitzen.

Frederick John Chambers in Liverpool beschreibt in der
britischen Patentschrift 4777 vom Jahre 1913 Anordnungen zur
Schwingungserzeugung, bei denen die Eigenschwingungsdauer eines
Schwingungskreises selbsttätig geändert und so eine Art Löschfunken-
erregung erzielt wird. Die Anordnung besteht darin, daß eine In-
duktionsspule oder ein Kondensator in den einen oder den anderen der
gekoppelten Kreise eingeschaltet wird und daß diese Spule oder dieser

14*

204 H. Eales.

Kondensator durch eine Funkenstrecke kurzgeschlossen wird. Solange
dann in diesem Kreise eine Entladung stattfindet, hat die Induktanz
dieser Spule oder die Kapazität dieses Kondensators keinen Einfluß auf
die Frequenz des betreffenden Schwingungskreises. Wenn dagegen die
Entladung und die Schwingungen in diesem Kreise aufhören, wird die

Fig. 14. Fig. 15.

Spule oder der Kondensator automatisch in den Schwingungskreis ein-
geschaltet und so dessen Eigenfrequenz geändert. Die beiden gekop-
pelten Kreise sind dann nicht mehr aufeinander abgestimmt und es
kann somit keine Rückwirkung und Rückzündung mehr eintreten. In
den Figg. 12, 13, 14 und 15 sind einige derartige Schaltungsanord-

Fig. 16.

nungen dargestellt. Nach Fig. 12 ist die Kapazität C und nach Fig. 13
die Selbstinduktion L durch eine Funkenstrecke D überbrückt; der
Luftleiter ist bei A und B angeschlossen. F ist der Kondensator des
Schwingungskreises, E dessen Funkenstrecke und H eine dem Primär-
kreis und der Antenne gemeinsame Induktionsspule. Gemäß Fig. 14
liegt ein Teil der gemeinsamen Induktionsspule H sowohl im Primär-
als auch im Sekundärkreis und dieser Teil L wird durch die bei D
überspringenden Funken kurzgeschlossen. In Fig. 15 endlich sind die
Induktanzen L?! L?, die durch die Funkenstrecken D, D, überbrückt
sind, symmetrisch auf beiden Seiten der Hauptfunkenstrecke Æ an-
geordnet. Fig. 16 zeigt den Schwingungsvorgang bei der gewöhn-

Patentschau. 205

lichen Anordnung gekoppelter Schwingungskreise; im Primärkreis (P)
finden wiederholte Zündungen statt und im Sekundärkreis (S) treten
die bekannten Schwebungen auf. Fig. 17 dagegen zeigt den Schwin-
gungsvorgang bei den Anordnungen von Chambers; wenn der Ent-
ladungsvorgang im Primärkreis bei a erlischt, findet keine Rückzündung
mehr statt, denn in diesem Augenblicke findet eine Verstimmung des
Primärkreises statt, so daß vom Antennenkreise her keine Rückwirkung
mehr ausgeübt werden kann. Diese Anordnung ermöglicht also, die
Wirkung der Löschfunkenerregung mit geringeren Primärverlusten zu
erreichen; auch für größere Leistungen werden besondere Mittel zur
Kühlung der Elektroden und die Verwendung von Serienfunkenstrecken
entbehrlich. Die Induktanz L wird zweckmäßig von derselben Größen-
ordnung oder etwas kleiner als die Induktanz H gewählt und die
Funkenstrecke D klein gemacht im Vergleich zur Hauptfunkenstrecke E,

um unnötige Dämpfung zu vermeiden. Natürlich kann die Anordnung
statt bei direkt gekoppelten Schwingungskreisen auch bei induktiven
Koppelungen verwendet werden.

Siegmund Strauss in Wien beschreibt in der österreichischen
Patentschrift” 71340 eine Anordnung zur Erzeugung elektrischer
Schwingungen mittels eines mit einem leitenden Dampf oder Gas ge-
füllten Entladungsrohres, in dem zw'schen Kathode und Anode eine
an eine Hilfsspannung angelegte Hilfselektrode angeordnet ist. Das
Wesen dieser Anordnung besteht darin, daß der Stromkreis zwischen
Kathode und Hilfselektrode mit dem Stromkreise zwischen Kathode
und Anode induktiv gekoppelt ist, so daß Stromschwankungen im
ersten Stromkreise auf den zweiten übertragen werden, der dadurch
die im .Stromkreise zwischen Kathode und Hilfselektrode auftretenden
Stromschwankungen verstärkt, wodurch im Entladungsrohre kontinuier-
liche und vor allem verstärkte elektrische Schwingungen bzw. Schwan-
kungen entstehen, deren Frequenz nebst dem Gas- oder Dampfdrucke
im Rohre und der Beschaffenheit der Hilfselektrode vor allem durch
die Größe der Selbstinduktion und Kapazität der in Betracht kom-
menden Stromkreise bedingt ist. Als besonderer Vorteil dieser An-

206 H. Eales.

ordnung erweist sich die Tatsache, daB mit der beim Einsetzen der
Stromschwankungen auftretenden Veränderung des scheinbaren Gseamt-
widerstandes im Entladungsrohre die Hilfselektrode gegen die angelegte
Spannung unempfindlich wird, wodurch sich diese Anordnungen zu-
gleich gegenüber anderen bekannten Relaisprinzipien vorteilhaft unter-
scheidet. Die Schwingungen können durch entsprechende Wahl der

Fig. 18.

Selbstinduktion und Kapazität usw. vom akustisch wahrnehmbaren Ton
bis zu unhörbaren Schwingungen (Hunderttausende in der Sekunde)
gesteigert werden. In Fig. 18 und 19 sind zwei Ausführungsformen
der Schaltungsanordnung dargestellt. Mit + und — sind die Pole
einer Stromquelle E bezeichnet, K stellt die Kathode dar, die nach
Wehnelt mit einem Metalloxyd überzogen werden kann, A die Anode
und H die dritte Elektrode. Die Kathode K kann auch aus Queck-
silber bestehen, in welchem Falle die Röhre als Quecksilberlampe be-
trieben wird. Die Spannung e liegt an der Hilfselektrode H. n, und
n, sowie n, stellen Transformatorspulen dar, die sich induktiv mehr

Patentschau. 207

oder weniger beeinflussen. ZL bedeutet die Antenne, @ das Gegen-
gewicht für dieselbe und C die Kapazität im beispielsweise angenom-
menen Schwingungskreise. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist
folgende: Sobald die Entladungsröhre eingeschaltet ist, entsteht das
Glimmlicht, welches den ganzen Raum des Entladungsrohres ausfüllt,
und nur an der gitterförmigen Hilfselektrode, welche an eine bestimmte
Teilspannung angeschlossen ist und die Röhre unterteilt, zeigt sich auf

Fig. 19.

der der Anode zugekehrten Seite der Kathodendunkelraum deutlich.
Wird nun durch einen Stromstoß, beispielsweise beim Einschalten, die
an die Hilfselektrode angelegte Gleichstromspannung beispielsweise ver-
kleinert, so nimmt in bekannter Weise auch die Stärke des Glimm-
stromes im Entladungsrohre zu, weil infolge der Verringerung des
Verarmungsbereiches an Ionen (Kathodendunkelraum) der Gesamtwider-
stand im Entladungsrohre abgenommen hat. Es fließt somit ein (ver-
stärkter) StromstoB durch die Wickelung x,. Dieser wirkt induktiv auf
die Wickelung n, zurück und damit auf die Hilfselektrode H, ver-
mehrt oder vermindert demnach die an diese Hilfselektrode angelegte

208 H. Eales.

Spannung, so daß abermals über A nach n, ein Stromstoß zustande
kommt. Solcherart wird in n, und n, ein kontinuierlicher und ver-
stärkter Wechselstrom hervorgerufen, der beispielsweise in L zur Aus-
strahlung in den Raum veranlaßt wird. Der sonst deutlich sichtbare
Kathodendunkelraum an der gitterartigen Hilfselektrode scheint wäh-
rend des Vorhandenseins der Schwingungen nicht ganz zu verschwinden,
sondern nur bedeutend näher an die Hilfselektrode heranzurücken, so
daß er für das Auge nicht mehr wahrnehmbar ist. Fig. 19 zeigt eine
andere Ausführungsform; der Blendenspalt H der Elektrode besitzt
gitterartige Teilöffnungen. Der Verarmungsbereich (Kathodendunkel-
raum) an dieser vergitterten Blendenöffnung wird nun durch ein elektro-

Fig. 20.

magnetisch beeinflußtes Kathodenstrahlenbündel S entsprechend den Ab-
lenkungen periodisch verändert, wodurch der Strom im gesamten Ent-
ladungsrohre zum verstärkten periodischen Schwanken gebracht wird. In
Fig. 19 sind die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 18 beibehalten, wäh-
rend m, und m, die das Kathodenstrahlenbündel S ablenkenden Elektro-
magnetspulen darstellen. Diese Anordnung wirkt wie folgt: Trifft das
Kathodenstrahlenbündel Ş den Blendenspalt H der Elektrode mit seinen
gitterartigen Teilöffnungen, dann wird infolge der Verringerung des Ver-
armungsbereiches an Ionen (Kathodendunkelraum) auch die Stärke des im
Entladungsrohre ohnehin vorhandenen Glimmstromes zunehmen. Sobald
das Kathodenstrahlenbündel abgelenkt wird, tritt aber im Anodenraume
des Entladungsrohres der normale Glimmstromzustand wieder ein. Auf
diese Weise entsteht gemäß den Ablenkungen des Kathodenstrahlenbündels
ein periodisches Schwanken des Hauptstromes zwischen Kathode und
Anode, weil der verstärkte Strom durch die Wickelungen n, der Elek.
tromagnetspulen fließt, der induktiv auf die Wickelung n, zurückwirkt

Patentschau. = 209

und wodurch infolge der Elektromagnete m, und m, das Kathoden-
strahlenbündel einmal den Blendenspalt trifft, im anderen Falle nicht.

In Fig. 20 ist eine Anordnung zur Schwingungserzeugung mit
Kathodenstrahlrelais nach der britischen Patentschrift 13248 vom Jahre
1914 der Marconis Wireless Telegraph Company und von
H. J. Round dargestellt. Die Kathodenstrahlröhre V mit der Glüh-
kathode F, der Anode H und der gitterförmigen Hilfselektrode S ist
derart geschaltet, daß der Steuerungskreis induktiv beeinflußt wird
von Strömen in dem Wiederholungs- oder Verstärkungskreise; in
beiden Kreisen liegen elektromotorische Kräfte mit Ballastwiderständen.
In Fig. 20 ist im Steuerungskreise © die Gitter- oder Schirmelektrode,

Fig. 21.

F die Glühkathode, R, ein Ballastwiderstand, B, eine einstellbare
elektromotorische Kraft und K, P, ein aus Kapazität und Induktanz
bestehender Stromresonanzkreis, dessen Eigenfrequenz die Frequenz der
erzeugten Schwingungen bestimmt. Zum Widerstand R, und der
Batterie B, parallel liegt ein Kondensator K, und zwar ist hierdurch
beabsichtigt, eine Stetigkeit des Stromes herbeizuführen und trotzdem
den Schwingungen zu ermöglichen, ohne Verluste überzugehen. Durch
Einstellen und Ausprobieren der Größen von R, und B, kann man
die günstigsten Verhältnisse einregulieren. Im Hauptstromkreis liegt
der Schwungradschwingungskreis X, P), der auf den Steuerungsstrom-
kreis K, P, abgestimmt und mit ihm gekoppelt ist, ferner eine Strom-
quelle @ von hoher elektromotorischer Kraft und ein Widerstand R,,
der durch einen Kondensator K, überbrückt ist. Wird der Wider-
stand R, zu stark verkleinert, so entsteht in der Kathodenstrahlen-
röhre ein Lichtbogen; daher wird zur Vermeidung dieser nachteiligen
Wirkung der Widerstand R, zweckmäßig doppelt so groß gemacht wie

- 210 Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

dieser kritische Betrag. Mehrere Röhren können zusammenwirken, wo-
bei dann die Anoden über gesonderte Einstellwiderstände (R,), von
denen jeder seinen eigenen Kondensator (K,) besitzt, mit dem Hoch-
spannungsgenerator (G) verbunden sind. Die Schirme oder Gitter (S)
sind dann je über ihre zugehörigen Schaltungen von R, B, K mit
einem Ende des K, P,-Schwingungskreises verbunden und die Glüh-
fäden werden aus einer Batterie B gespeist, wobei jeder Glühfaden
seinen eigenen Rheostaten besitzt und mit dem anderen Ende des
K, P,-Schwingungskreises verbunden ist. Diese Anordnung kann auch
für die Zwecke der drahtlosen Telephonie verwendet werden, und zwar
zeigt Fig. 21 eine solche Anwendung. Das Mikrophon M liegt dabei
in einem Zwischenschwingungskreis, der durch die Kathodenstrahlen-
röhre V erregt wird, wie dies soeben beschrieben wurde. Der Zwischen-
schwingungskreis ist ferner induktiv gekoppelt mit einer zweiten Drei-
elektrodenröhre V, von großen Abmessungen, die dazu dient, die
Schwingungen im Mikrophonkreis zu verstärken. Durch Einstellen des
stetigen Potentials, welches auf die Steuerungselektrode der zweiten
Röhre einwirkt, ist es möglich, zu bewirken, daß gleichförmige Schwin-
gungen, die auf sie einwirken, keine Wirkung auf den Anvdenkreis
ausüben, und daß lediglich die mikrophonischen Schwankungen ver-
stärkt werden. Der Mikrophonkreis kann auch zwischen den beiden
gekoppelten Induktanzen, die zu den Schwingungskreisen der Röhre V
gehören, angeordnet werden, wobei dann die zweite Röhre weg-
fallen kann.
(Eingesandt April 1917.)

Adresse des Autors: Berlin-Lichterfelde West, Roonstraße 12.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

L. Lucas, Die Akkumulatoren und galvanischen Elemente. Zweite
umgearbeitete und erweiterte Auflage (mit 92 Abbildungen). Dr. Max
Jänecke, Verlagsbuchhandlung, Leipzig 1917. geb. M. 4.40

J. Spielrein, Lehrbuch der Vektorrechnung, nach den Bedürfnissen
in der technischen Mechanik und Elektriziättslehre. Verlag Konrad
Wittwer, Stuttgart 1916. M. 14.—, geb. M. 16.—

Handbuch der Radiologie (herausgegeben von Erich Marx).

E. Gehreke: Glimmentladung.
Band III E Seeliger: Positive Säule.
W. Hallwachs: Lichtelektrizität.

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Band IV W. Richardson: Glühelektroden.
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lag A.-G. Zürich.

W.C. Röntgens Grundlegende Abhandlungen über die X-Strahlen.
Zum siebzigsten Geburtstag des Verfassers herausgegeben von der
Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft in Würzburg (mit 1 Porträt).
Verlag von Curt Kabitzsch, Würzburg 1915. Kart. M. 0.70

(Eingesandt 5. Mai 1917.)

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Townend, R., El. Review Nr. 2048, 219, 1917. Frequency changers (vgl.
auch Disku: sion in Electrician 78, 738, 1917). A
Traubenberg, H. Rausch von, Physik. Ztschr. 18, 75, 1917. Uber die
Gültigkeit des Ohmschen Gesetzes bei sehr hohen Stromdichten.
Trench, R. Chenevix, Electrician 79, 102, 147, 181, 1917. Range of wire-
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Uller, Karl, Physik. Ztschr. 18, 99, 101, 130, 1917. Widersprüche gegen
die Wellenkinematik; ihre Auflösungen. Das Interferenzprinzip.
Vidmar, M., E. u. M. 35, 77, 1917. Der Entwurf des Transformators.
Wereide, Th, Ann. Phys. 52, 276, 1917. Maxwells Gleichungen und die
Atomstrahlung.
White, W. C., E. u. M. 35, 85, 1917. (Ref. ü. Gen. El. Rev. 19, Nr. 9,
1916.) Die Glühkathodenröhre als Hochfrequenzgenerator.
Wilson, E., s. Nicholson, J. W.
Wolf, W., Helios 23, 81, 91, 97, 105, 113, 132, 1917. Neuere Ausführungen
und Schaltungen von Transformatoren.
— ebenda S. 134, 142, 1917. Neuere Hochspannungssicherungen.

(Eingesandt 5. Mai 1917.)

Bücherbesprechungen.

Werner von Siemens, der Begründer der modernen Elektro-
technik. Von Artur Fürst. Geheftet M. 3.—, gebunden M. 4.—
(Stuttgart, Deutsche Verlags-Anstalt).

„Am 13. Dezember 1816 wurde Werner Siemens geboren. Die
hundertste Wiederkehr seines Geburtstages lenkt wieder einmal unsern
Blick auf diesen großen Gelehrten, Erfinder und Organisator, der zu den
deutschen Männern gehört, die ihrem Volk in wenigen Jahrzehnten eine
führende Stellung auf dem Gebiete der wissenschaftlichen Technik errungen
haben. Was W. v. Siemens erfunden und geschaffen, ist großenteils ein
gar nicht mehr wegzudenkender Bestandteil unseres täglichen Lebens ge-
worden; seine Persönlichkeit tritt dahinter für das Bewußtsein der Allgemein-
heit etwas zurück. Und doch ist er auch ein vorbildlicher Mensch gewesen
in seiner gewaltigen Energie, die durch keinen Fehlschlag sich entmutigen
ließ, in seinem immer weitere Wirkungskreise umfassenden Schaffensdrang
und seinem großzügigen Gemeinsinn. Ein kurz gefaßtes, allgemeinverständ-
liches Lebens- und Charakterbild des bedeutenden Mannes ist darum eine
willkommene und nützliche Gabe zur Feier seines hundertsten Geburtstages;
und eine solche bedeutet uns Artur Fürsts soeben erschienenes Buch.
Fürst bewährt auch hier seine oft bewiesene Meisterschaft in allgemein-
verständlicher Darstellung technischer Probleme und Schöpfungen, so daß die

214 Bücherbesprechungen.

fachwissenschaftlichen Abschnitte auch für den Laien klar und gewinnreich
zu lesen sind. Ihm kam aber bei dem erfolgreichen Bestreben, ein wirk-
lich populäres, menschlich fesselndes Lebensbild zu geben, auch sein Stoff
zu Hilfe. „Werner Siemens Erdenwallen‘‘, so sagt Fürst im 1. Kapitel des
Buches, „ist erfüllt von romantischen Begebenheiten, von Abenteuern
könnte man sagen, wie sie in solcher Zahl nur wenigen begegnen. Fort-
während erlebt er Außerordentliches ... dreimal verursacht er schwere Ex-
plosionen, er erobert eine Festung, kämpft mit Beduinen auf der Spitze einer
Pyramide, wird durch Schiffbruch auf eine unbewohnte Insel gebannt, eine
lose gewordene Kabeltrommel droht sein Schiff zu zerschmettern, das Meer
strömt mit furchtbarem Wüten in seltsamer Weise gegen ihn an. Und — was
das Erstaunlichste ist — in all diesem Getümmel oft schwerer Gefahren bleibt er
jeden Augenblick der ruhige, sorgsam beobachtende Mann der Wissenschaft ...
Er treibt Navigation während des Schiffbruchs und Meeresforschung in-
mitten der Wasserhose.“ — So trafen die eigenartige Begabung des Ver-
fassers und der Reichtum seines Stoffes zusammen, um ein Buch entstehen
zn lassen, das in seiner ebenso anspruchslosen und frischen, wie gut fun«
dierten Art geeignet ist, die Persönlichkeit eines der bedeutendsten Männer
deutscher Wissenschaft und Technik weiten Kreisen verehrungswürdig und
verständlich zu machen; ein technisch-biographisches Volksbuch in gutem
Sinn, wie etwa die Schriften von Max Eyth und die prächtige Biographie
des alten Nathusius.“

Diesen Einführungsworten können wir durchaus zustimmen. Selbst
der Fachmann wird in freien Abendstunden solche fesselnde Lektüre gern
zur Hand nehmen. Man freut sich nochmals der Taten des großen deutschen
Pioniers auf dem Gebiete der Elektrizität und durchläuft gern alse Phasen
seines Erdenwallens, aber man schätzt auch den nachdenklichen Biographen,
wenn er ahnungsvoll andeutet, wie großen Menschen ihre Wege vor-
geschrieben zu sein scheinen, die sie gehen müssen über alle Hindernisse
hinweg und manchmal ihrem eignen Wollen entgegen.

Eine Anzahl guter Abbildungen, in denen öfters das Einst und Jetzt
einander gegenübergestellt sind, unterstützen an manchen Stellen die leb-
haften Schilderungen des trefflichen Werkchens.

An einzelnen Stellen halten die mehr für den Laien geschriebenen
Fürstschen Ausführungen strengster Kritik nicht stand. So ist z. B. sicher
unzulässig Emil Rathenau als Nachfolger von Werner Siemens in der Führer-
schaft in der Starkstromtechnik zu bezeichnen. Rathenau war ausgesprochen
Kaufmann, Werner Siemens aber vorwiegend wissenschaftlicher Techniker.

Eichhorn.

Sven Hedin, „Nach Osten!“ 182 Seiten, 27 Abbildungen (25 Photo-
graphien, 2 Zeichnungen), Feldpostausgabe 1 M. Leipzig, F. A. Brockhaus.

Derselbe tapfere Schwede, der schon durch sein Buch über die West-
front so erfolgreich für Deutschlands Ehre gefochten und unsern verblen-
deten Gegnern das „Volk in Waffen“ als ein leuchtendes Vorbild hin-
gestellt hat, tritt noch einmal für die Kulturmission der gesamten germa-
nischen Welt in die Schranken! Er hat mehrere Monate lang die Ostfront

Bücherbesprechungen. 215

bereist, die deutschen, österreichischen und ungarischen Armeen von Memel
bis Czernowitz kennen gelernt, ihr Leben und ihr Kämpfen studiert, mit
ihren Heerführern als Freund verkehrt, die Schauplätze aller großen Kriegs-
ereignisse besucht, den Zerstörungsweg der moskowitischen Soldateska mit
Entsetzen verfolgt und zuletzt den Siegeszug der verbündeten Armeen bis
in das Herz Rußlands hinein mitgemacht.

Was er auf dieser zweiten Kriegsfahrt erlebt und gesehen, was er aus
den gewaltigen Eindrücken an neuen Ergebnissen über Wesen und Ziel:
des uns aufgedrungenen Krieges gewonnen hat, das tritt in seinem Buche
„Nach Osten!“ an die Öffentlichkeit. Reicher noch und vielseitiger als in
seinem „Volk in Waffen“ ist in diesem Werk die Fülle der Tatsachen und
Beobachtungen, der Begegnungen, Schilderungen und Gesichtspunkte, un-
gleich länger die Front und weit dramatischer der Gang seiner Erzählung,
die ihn von den Verwüstungen der Kosaken in Ostpreußen in fortreißendem
Krescendo zu den Höhepunkten des Krieges gegen Rußland, nach Przemysl
und Lemberg, nach Warschau, Nowo-Georgiewsk und Brest-Litowsk führt.

Zwei Völker in Waffen, Deutschland und Österreich-Ungarn, sieht er
hier aufs innigste in Nibelungentreue vereint; zwei gekrönte Häupter, Kaiser
Wilhelm JI. und Kaiser Franz Joseph, empfangen ihn als ihren Gast; alle
gefeierten Heerführer des Ostens, Erzherzog Friedrich und Hindenburg,
Prinz Leopold von Bayern und Conrad von Hötzendorf, Mackensen, Woyrsch,
Ludendorff, Linsingen widmen dem berühmten Forscher, dem ehrlichen
Neutralen, Stunde und Tage. Hedin sieht auch hier im Osten, was andern
nnr zufällig vor Augen kommt, und darf mit Kamera und Zeichenstift
arbeiten, fast wo er will. Und daß er solchen Vertrauens würdig ist, be-
weist sein neues Buch, das aus dem gleichen leidenschaftlichen Drang
nach Wahrheit erwachsen ist wie sein erstes, abermals den verborgenen
Drahtziehern dieses Krieges, den Engländern, die scheinheilige Maske vom
Antlitz reißt und ihnen eine pikante „Schwedische Schüssel“ unter die Nase
schiebt, von der ihnen die Augen übergehen werden.

Dankenswert ist besonders Hedins schlagend durchgeführter Vergleich
zwischen Belgien und Ostpreußen. Mit Worten flammenden Zornes
kennzeichnet er die Heuchelei, die von Mitleid mit den belgischen Frank-
tireurs überfließt, aber kein Wort verliert über die unschuldig hingemordeten
Männer, geschändeten Frauen und sinnlos verwüsteten Gegenden Ost-
preußens. Hedins Schilderungeu dessen, was er dort gesehen hat, werden
in der ganzen Welt Aufsehen machen.

Molli, Giorgio, Englands Verhängnis. Die Folgen des U-Bootkrieges.
Preis 1 M. Verlag von Julius Hoffmann in Stuttgart.

Italien, das amtliche und politische, steht auf Seiten unserer Feinde.
Daß viele der Besten im Volke die Irrung ihrer Regierung aufs schwerste
beklagen, ist heute anerkannte Tatsache und geht aus zahllosen offenen
und geheimen Dokumenten hervor. Namentlich in den Kreisen des Heeres
und der Marine hat man sich nur widerwillig der herben Notwendigkeit
gefügt. Zu denen, die bis zuletzt der alten Freundschaft und Allianz treu

216 Bücherbesprechungen.

blieben, zählt vor allem Giorgio Molli, der Verfasser der vorliegenden
Schrift, der in seiner Heimat als Autorität auf dem Gebiete des Marine-
wesens bekannt ist. Eine schwere Krankheit hat Molli verhindert, seine
Glossen zum deutschen U-Bootkriege, die bereits vor Jahresfrist erscheinen
sollten, schon früher der Öffentlichkeit zu übergeben. Doch kommen sie
auch heute noch recht, um dem deutschen Publikum zu beweisen, daß auch
Marinemänner der feindlichen Staaten durchaus auf dem Standpunkte unserer
deutschen Marine stehen. Giorgio Mollis Urteil ist aus mehr als einem
Grunde für uns Deutsche wertvoll. Denn seit dem Jahre 1888, wo seine
„Italia in Mare“ und die darin enthaltene scharfe Kritik der damaligen
argen Flottenverhältnisse Italiens Aufsehen machte, nahm dieser aus der
Marineakademie von Livorno hervorgegangene Kritiker unter seinen Kollegen
einen ersten Platz ein, und Admirale wie Saint-Bon und de Amezaga
drückten dem scharfen Beobachter ihre vollste Anerkennung aus. Es folgte
unter vielen anderen Fachschriften das vortreffliche Kompendium des „An-
tiken und modernen Marinewesens“ (1905). Am meisten Aufsehen, ja wirk-
lichen Schrecken in fachmännischen italienischen Kreisen weckte aber der
„Zerfall der italienischen Flotte“ (1908), worin Molli als Folgen des Kohlen-
mangels und der trotz des Dreibundes ganz auf England und Frankreich
aufgebauten Militär- und \arineindustrie Italiens die notwendige Katastrophe
in einem Zukunftskriege voraussagte... Noch einmal bewährte Molli seine
Prophetengabe, als er 1915, noch vor Beginn des Darlanel.enupsernehmene,
dessen unfehlbares Scheitern prophezeite ..

Nach Ausbruch des österreichisch- italienischen Küng kehrte Giorgio
Molli, der bis zum letzten Augenblicke das römische Blatt „Vita“ durchaus
im Sinne des Dreibundes geleitet, seinem Vaterlande den Rücken. Mit ihm
verlor Italiens Journalismus, wie Marinefachkritik, nicht nur einen der
besten und kenntnisreichsten Männer, sondern auch Deutschland einen
seiner aufrichtigsten und wärmsten Freunde am Tiber... Sein Büchlein
über den U-Eootkrieg wird, das ist kein Zweifel, Mollis Scharfsinn und
kluge Voraussage von neuem erhärten.

Ich habe das kleine ausgezeichnete Werkchen mit großer Befriedigung
gelesen und auf dasselbe in meiner politischen Publizistik, der ich als
Pionier meines Vaterlandes hier meine freie Zeit widme, auch die Neutralen
aufmerksam gemacht. Ad usum der Vasallen Englands habe ich besonders
die folgenden Worte Mollis hervorgehoben: „Der Tag. wird nicht aus-
bleiben, an dem es den heutigen Verbündeten Englands klar werden wird,
daß sie verblendet durch die jahrelange Hetze (die auch hier in der Schweiz
kräftig im Gange ist) einer im Solde britischer Interessen arbeitenden Presse,
fruchtlos ihr bestes Blut englischem Egoismus zum Opfer gebracht haben.“

Zürich, Ende Mai 1917. Eichhorn.
(Eingesandt 23. Mai 1917.)

Jahrbuch

der

drahtlosen Telegraphie und Telephonie

Band 12. 1917. Heft 3.

Inhalt.
Seite
R. Lindemann und E. wa Die A DDEON, (Mit 30 Figuren
im Text) . . ie o aa 218
- Edwin H. OT Einige neuere obea am Audion-
empfänger. (Mit 26 Figuren im Text) . . . 2 2.2... . 24l
J. Bethenod: Über die Verwendung des Audions als Generator mit
Selbsterregung. (Mit einer Figur im Text. . . . 2 . . . . 28
L. W. Austin: Quantitative Versuche mit dem Audion . . . . . 284
Referate:
Marius Latour: Theoretische Or erne des Audions. Se
8 Figuren im Text. . . 2.2... a E er . . 288
Mitteilungen aus der Praxis:
L. W. Austin: Die Messung radiotelegraphischer Signals- mit dem
schwingenden Audion. (Mit 2 nenn im Text). . . 296
Patentschau:
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Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. . . . . . 823
Literaturverzeichnis. - . . 20 ren 924
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richterstattung wird um Zusendung einschlägiger Sonderabdrücke und
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Jahrb. d. drahbtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 15

218 R. Lindemann und E. Hupka:

Die Liebenröhre.

Theorie ihrer Wirkungsweise. — Untersuchungen über Strom-
verzerrung und Trägheit der Entladung.

Von R. Lindemann und E. Hupka. ))
(Mitteilung aus der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt.)

1. Beschreibung der Röhre. Zur Verstärkung schwacher
Wechselströme, z. B. in der Telephontechnik, wurde von Robert
v. Lieben, Eugen Reiß und Sigmund Strauß in Wien im Jahre
1910 ein Relais angegeben?) Das Relais (Fig. 1) besteht aus einer
Entladungsröhre mit vier Zuleitungen; zwei derselben führen an die
Enden eines nach Art des Glühfadens in den Metalldrahtlampen auf-
gewundenen Platinbandes, welches mit dem Oxyd eines Erdalkali-
metalls, z. B. CaO, überzogen ist und elektrisch zum Glühen gebracht
werden kann. Derartige Oxydkathoden sind von A. Wehnelt zur
Herstellung von Ventilröhren angegeben worden. Die Glühkathode
befindet sich etwa in der Mitte eines kugelförmigen Raumes, welcher
nach oben von einem zweiten, birnenförmigen Raume durch eine sieb-
artig durchlöcherte Aluminiumplatte getrennt ist. Die Anode besteht
aus einem etwa 2 cm langen Metalldraht im oberen Teil. Die Röhre
ist mit Quecksilberdampf gefüllt, dessen Druck auf einige Hundertstel
Millimeter geschätzt werden kann. Um das Härterwerden der Röhre
infolge der Entladung zu verhindern, befindet sich in einem seitlichen
Ansatz etwas Amalgam. Die von uns benutzte Lampe wurde von
der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft gebaut und uns von der Ge-
sellschaft für drahtlose Telegraphie freundlichst zur Verfügung gestellt
und zwar in Verbindung mit einer festen Schaltanordnung. Das
Schema dieser Anordnung gibt Fig. 2 wieder. Hierin bedeutet Z die

1) Genehmigter Abdruck aus Arch. f. Elektrot. Bd. IH. Heft 2. S. 49.
1914. Wir verweisen auch auf den Artikel „Theorie der Liebenröhre mit
einem Beitrag zur Frage nach der Trägheit von Gasentladungen‘“ der
gleichen Verfasser in Verh. d. Phys. Ges. 16, 881. 1914.

2) D.R.P. 236716 und 249142; vgl. auch Reiß, ETZ. 34, 1359—1863,
1913; und F. W. Schulze, Naturwiss. 2, 7—14, 1914.

Die Liebenröhre. 219

Röhre, B, die Heizbatterie*von 80—40 Volt Spannung, B, die Haupt-
batterie zur Erzeugung der Entladung zwischen Anode und Kathode
von etwa 240 Volt, w, und w, Vorschaltwiderstände, letzterer über-
‚brückt durch die Kapazität C, von 1 Mikrofarad für die Zwecke der

Hochfrequenz, R einen an den Enden des Glühbandes liegenden Wider-
stand mit Schleifkontakt. Durch den Transformator T, wird dem Kreis
Sieb—Kathode (Siebkreis) der zu verstärkende Wechselstrom zugeführt.
Der Transformator T, überträgt die in dem Kreise Anode— Kathode
(Anodenkreis) entstehenden Stromschwankungen auf die Empfangs-
leitung, z. B. das Telephon. Durch Verschiebung des Schleifkontaktes
am Widerstande R wird zwischen dem Sieb und der Kathode eine
bestimmte „kritische“ Gleichspannung erzeugt, bei welcher die Ver-

stärkung am größten ist,
15*

220 R. Lindemann und E. Hupka.

2. Ionentheorie der Gasentladufg. Zum Verständnis der
Wirkungsweise der Liebenröhre wird es nötig sein, auf die Theorie
der Entladung in verdünnten Gasen etwas näher einzugehen. Diese
in den letzten 20 Jahren ausgebaute Theorie sieht als Träger der
Entladung in Gasen diskrete, elektrisch geladene Teilchen an. Besitzen
dieselben ponderable Masse, so nennt man sie Ionen. Neben den posi-
tiven und negativen Ionen spielen noch eine besondere Rolle die stets
negativ geladenen Elektronen, welchen man nach neueren Vorstellungen
keine ponderable Masse zuschreibt, die jedoch wegen ihrer elektrischen
Ladung bei Bewegungsvorgängen eine der mechanischen analoge elektro-
magnetische Trägheit zeigen. Nun denkt man sich ein neutrales Gas-
atom zusammengesetzt aus einem positiven, die ponderable Masse des
Atoms tragenden Kern und einer Anzahl negativer Elektronen, welche
an den positiven Kern durch die elektrischen Anziehungskräfte ge-
bunden sind. Nebenbei sei bemerkt, daß diese Elektronen unter dem
Einfluß der sie bindenden Kräfte Eigenschwingungen ausführen können,
welche sich in den einzelnen Linien des für das betreffende Atom
charakteristischen Linienspektrums optisch bemerkbar machen. Trifft
ein mit hinreichender Geschwindigkeit frei bewegtes Elektron auf ein
neutrales Gasatom, so wird das mit ihm fortbewegte elektrische Feld
den Verband zwischen dem positiven Kern und seinen Elektronen
lockern und unter Umständen auch ganz aufheben können. Das Atom
bzw. das aus Atomen zusammengesetzte Molekül ist alsdann in ein
bzw. mehrere positive Ionen und freie Elektronen zertrümmert. Bei
geringer Geschwindigkeit des Elektrons kommt es vor, daß dieses an
dem getroffenen Atom hängen bleibt und so zur Bildung negativer
Ionen Veranlassung gibt. Auch die positiven und negativen Ionen
können durch das Feld so große Geschwindigkeiten erhalten, daß sie
durch ihren Stoß die Atome zertrümmern. Die Erzeugung von Ionen
bei Zertrümmerung der Atome durch Stoß bezeichnet man als Stoß-
ionisation, und man nennt Ionisierungsspannung die bei der Ionisation
aufgewandte Arbeit, dividiert durch die Ladung.

Es erhebt sich zunächst die Frage, woher die zur Einleitung
eines Stromvorganges nötigen Ionen oder Elektronen stammen. Zwei
Umstände kommen wesentlich hierfür in Betracht: einmal die Ionisation
durch die fast überall vorhandenen radioaktiven Substanzen, zweitens
die Auslösung der Elektronen durch Licht (lichtelektrischer Effekt)
oder verwandte Strahlen.

Den einfachsten Fall einer Gasentladung haben wir dann, wenn
zwischen zwei plattenförmigen Elektroden durch einen künstlichen

Die Liebenröhre. 221

Ionisator Ionen gebildet und durch das elektrische Feld zwischen den
Elektroden fortgeführt werden. Eine solche Entladung nennt man
unselbständig. Ist die Zahl der in der Sekunde gebildeten Ionen
konstant, so wächst der Strom mit der angelegten Spannung bis zu
einem Höchstwert, dem Sättigungsstrom, dadurch ausgezeichnet, daß
in der Sekunde gerade ebenso viele Ionen vom Strom fortgeführt wie
neu gebildet werden.

Im Gegensatz dazu steht die selbständige Entladung. Hier liefern
die Stromträger durch ihren Stoß die zur Erhaltung des Vorgangs
notwendigen Ionen dauernd nach. Demgemäß ist eine gewisse Min-
destspannung zwischen den Elektroden nötig, damit die selbständige
Entladung bestehen kann. Im allgemeinen findet die Ionisierung nicht
an allen Stellen in gleicher Stärke statt, sondern in einigen getrennten
Partien. Durch die Art und Zahl dieser Ionisierungspartien unter-
scheiden sich die verschiedenen Arten der selbständigen Entladung
voneinander. Diese sind der Spitzen-, Glimm-, Büschelstrom und der
Lichtbogen. Am Beispiel des Glimmstromes mögen die bei der Ent-
ladung auftretenden Verhältnisse etwas näher verfolgt werden. Das
Bild der Entladung ist nach Fig. 3 etwa folgendes: Unmittelbar an
der Kathode K befindet sich eine dünne leuchtende Schicht, die erste
Kathodenschicht a. Von ihr ist durch einen größeren dunklen Zwischen-
raum b, den Crookeschen Raum, getrennt eine nach der Kathode zu
scharf abgegrenzte leuchtende Schicht, das negative Glimmlicht c;
hierauf folgt ein zweiter, unscharf abgegrenzter Dunkelraum d, der
Faradaysche, und alsdann die entweder gleichmäßig oder in Schichten
leuchtende positive Säule e, welche der Anode A im allgemeinen nahe
aufsitzt. Das Gas leuchtet nur dort, wo Ionisierung durch Stoß statt-
findet. Zunächst ist ohne weiteres verständlich, daß in unmittelbarer
Nähe der Elektroden die Ionisation von solchen Teilen herrühren
muß, welche auf die Elektroden zufliegen, da nur diese eine genügende
Geschwindigkeit besitzen. können. Mithin rührt die erste Kathoden-
schicht a her von der Ionisation der vor der Kathode liegenden Gas-
schicht durch den Stoß positiver Ionen. Die dabei abgespaltenen Elek-
tronen erhalten auf einer gewissen Wegstrecke die Fähigkeit zu
ionisieren, und zwar ist diese En gleich der ne des
Kathodendunkelraumes. -

Die weitere Erklärung der Vorgänge in der Nähe der Kathode
stößt auf gewisse Schwierigkeiten, welche auch zurzeit noch nicht be-
friedigend gelöst sind. Während bei den ersten Ansätzen von J. J.
Thomson, Stark und Townsend die Annahme gemacht wurde, daß

222 R. Lindemann und E. Hupka.

die durch ihren Stoß ionisierenden Teilchen die nötige Energie gerade
auf einer gaskinetischen freien Weglänge erhalten und also am Ende
derselben beim Stoß auf ein Atom dieses zertrümmern, hat eine
strengere Nachprüfung!) ergeben, daß die beobachtete Dicke des
Dunkelraumes sehr viel größer als die freie Weglänge der Elektronen
ist. Nun machen es neuere Versuche von Franck und Hertz?) wahr-
scheinlich, daß die Zusammenstöße der Ionen und Elektronen mit
Gasatomen mehr oder weniger elastisch, im Falle der Edelgase nahezu
vollkommen elastisch sind, und daß daher die lonisation nicht immer
sofort beim ersten Stoß, sondern erst nach einer Reihe von mehreren
Stößen erfolgt. Danach wäre in der Tat die Wegstrecke, welche ein
Teilchen zurücklegen muß, um ionisieren zu können, im allgemeinen
erheblich größer als die gaskinetische freie Weglänge. Da andererseits
die getroffenen Atome durch die wiederholten Stöße nach einer unten
näher erörterten Hypothese von R. Seeliger gelockert werden, so
ist der schließlich bei der Ionisation aufzuwendende Rest von Arbeit
kleiner, als es nach der alten Theorie zu erwarten wäre. Eine mög-
liche Deutung der Erscheinung wäre hiernach z. B. folgende: Die
Elektronen und die in entgegengesetzter Richtung fliegenden positiven
Ionen bewegen sich infolge der mehrfachen Zusammenstöße mit den
Gasatomen und Zickzackbahnen durch den Dunkelraum. Am Ende
desselben erreichen die Elektronen bei einem Zusammenstoß die Fähig-
keit zu ionisieren. Gleichzeitig stellt sich der Spannungsabfall im
Dunkelraum so ein, daß auch die positiven Ionen an der Kathode
ionisieren können. Hieraus folgt, daß eine bisher noch unbekannte
Beziehung zwischen der lonisierungsspannung der Elektronen und
positiven Ionen in einem bestimmten Gas bestehen muß. Das negative
Glimmlicht und die erste Kathodenschicht sind insofern eng miteinander
verkettet, als sie sich gegenseitig die zu ihrer Bildung nötigen Ionen
liefern. |

Auf die negative Glimmschicht c folgt ein Gebiet mit stetig ab-
nehmender Ionisation und daher zunehmendem Potentialgefälle, der
Faradaysche Dunkelraum d. Das Potentialgefälle wird schließlich so
groß, daß wieder Ionisation durch Ionenstoß stattfinden kann, und
zwar in dem der Kathode zugekehrten Ende der positiven Lichtsäule.
Das Leuchten dieser Säule auch in ihrem weiteren Verlauf bis nahe
an die Anode heran und das konstante Potentialgefälle deuten darauf

1) Lit. vgl. E. Seeliger, Ann. d. Phys. (4) 38, 764, 1913.
2) J. Franck und G. Hertz, Verh. d. D. Phys. Ges 15, 373—390,
613—620, 929—934, 1918.

Die Liebenröhre. 2283

hin, daß überall Ionen neu gebildet werden. Man nimmt an, daß hier
lediglich die Elektronen als lonisatoren wirken, weil sie einmal eine
größere freie Weglänge haben als die positiven Ionen und also auf
ihr unter dem Einflusse des Feldes leichter die zur Stoßionisation not-
wendige Energie aufnehmen können, und weil sie ferner vermöge ihrer
Kleinheit tiefer in den Atomverband eindringen und so leichter das
Atom zertrümmern können, eine Anschauung, die vor allem von
J. Stark!) vertreten worden ist.

Wie leicht ersichtlich, stellen sich die beschriebene Vorkaiung der
Ionisationsbereiche und der entsprechende Potentialabfall im Rohre
automatisch ein. Und zwar sind dabei offenbar die Verhältnisse an
der Kathode ausschlaggebend; erst wenn hier die schweren positiven
Ionen die zur Ionisation notwendige Geschwindigkeit durch das Feld
erhalten haben, wird die weitere Entladung möglich. Dementsprechend
ändert sich bei einer Verschiebung der Anode auch nur die Länge
der positiven Säule, während alles andere wesentlich unverändert bleibt.
Verschwindet schließlich die positive Säule ganz bei Verkürzung des
Abstandes der Anode von der Kathode, so geht die Glimmentladung
in eine der negativen Spitzenentladung entsprechende über.

Als ein Zwischenstadium zwischen der selbständigen und un-
selbständigen Entladung führt J. Stark (l. c.) die gemischt unselb-
ständige Entladung ein. Hier erhalten die geladenen Teilchen durch
das Feld zwar genügende kinetische Energie, um dauernd durch ihren
Stoß neue Ionen zu schaffen; jedoch genügt die Zahl der so gebildeten
Ionen nicht, um die Entladung stabil zu erhalten, ohne daß gleich-
zeitig dauernd ein äußerer lonisator zur Bildung neuer Ionen mit-
wirkt. Zu dieser Gruppe ist die Entladung in der Wehneltschen
Ventilröhre zu rechnen. Der künstliche Ionisator besteht hier aus
einer glühenden, mit Oxyd bestrichenen Kathode, welche dauernd
Elektronen abgibt. Im Gegensatz zur selbständigen Entladung sind.
also die Elektronen nicht erst durch die auf die Kathode zufliegenden:
positiven Ionen zu schaffen; der Kathodendunkelraum mit dem be-
trächtlichen Kathodenfall verschwindet daher, und es genügt ein
Spannungsabfall von nur etwa 12 Volt, um den von der Kathode aus- _
gehenden Elektronen die zur Stoßionisierung nötige Energie zu geben.
Eine solche Wehneltsche Entladungsröhre muß ausgesprochene Ventil-
wirkung zeigen, denn bei einer Vertauschung der Pole der angelegten
Batterie tritt an der nunmehr kalten Kathode ein hoher Kathodenfall

1) J. Stark, Die Elektrizität in Gasen.: Leipzig 1902.

224 R. Lindemann und E. Hupka.

auf, und erst wenn die Spannung größer als dieser Kathodenfall ist,
fließt ein Strom. Auch in der durchlässigen Richtung kann der Strom
eine nennenswerte Stärke erst erreichen, wenn Stoßionisation eintritt.
Die hierzu nötige Elektrodenspannung heißt die Mindestspannung des
Veutils,

3. Theorie der Liebenröhre. Nach diesen allgemeineren Aus-
führungen sind wir imstande, uns ein Bild von den Entladungsvor-
gängen in der Liebenröhre zu machen. Die Verhältnisse werden hier
durch Einführung einer dritten Elektrode, des Siebes, kompliziert. In
dem unteren Entladungsraume zwischen dem Sieb und der Kathode
haben wir offenbar im wesentlichen die Verhältnisse der Wehneltröhre,
im oberen Raume dagegen im wesentlichen die Bedingungen der selb-
ständigen Glimmlichtentladung. Dementsprechend ist an dem nach
oben als Kathode wirkenden Siebe ein Dunkelraum zu beobachten.
Dadurch, daß die Ionen aus dem einen Raum in den anderen über-
treten können, beeinflussen sich die Entladungen gegenseitig, und zwar
muß bei zunehmender Spannung zwischen Sieb und Kathode die Zahl
der von unten durch das Sieb hindurchtretenden Ionen größer werden.
Zur Erklärung des Weiteren ziehen wir die von R. Seeliger!) auf-
gestellte und genauer verfolgte Hypothese heran. Sie sucht die merk-
würdige Erscheinung zu deuten, daß die Wegstrecke, welche die
Elektronen bzw. Ionen zurücklegen müssen, um durch ihren Stoß
ionisieren zu können, nicht nur vom Gasdruck, der Natur des Gases usw.,
sondern auch von der Stromdichte, also der Zahl der neben- und hinter-
einander fliegenden Teilchen abhängig ist. Seeliger nimmt an, daß
ein Atom nicht sofort beim ersten Stoß zertrümmert wird, sondern
nachdem es erst durch einen oder mehrere Stöße gelockert ist. Daraus
würde folgen, daß bei großer Stromstärke die zur Stoßionisation er-
forderliche Energie der stoßenden Teilchen kleiner sein kann als bei
geringer Stromstärke. Im vorliegenden Falle würde die Lockerung
der Teilchen von den aus dem unteren Entladungsraume durch die
Löcher des Siebes hindurchtretenden negativen Teilchen besorgt werden
können, und zwar im ganzen Dunkelraum, aber auch ‚unmittelbar über
dem Sieb. Dadurch muß einerseits der Kathodenfall verkleinert werden,
wie in der Tat aus der beobachteten Zunahme des Stromes J zwischen
Anode und Kathode zu folgern ist, andererseits kann der Fall ein-
treten, daß die vom Sieb aus nach oben fliegenden Elektronen schon
früher, also z. B. schon beim vierten und nicht erst beim fünften Stoß

1) R. Seeliger, Ann. d. Phys. (4) 18, 764—780, 1912.

Die Liebenröhre.. 225

auf ein Atom dieses zertrümmern. Der Dunkelraum müßte also kleiner
werden. Diese mögliche Folgerung aus der Theorie wird ebenfalls
durch das Experiment bestätigt.

Es ist ferner zu erwarten, daß auch die von oben nach unten
durch das Sieb tretenden us Ionen Einfluß auf die Entladung
haben. Wie unten näher gezeigt wird, lassen sich dadurch gewisse,
bisweilen zu beobachtende Schwankungen der Entladung erklären.

Nach den vorstehenden Ausführungen ist als das Charakteristikum
der Entladung in der Juiebenröhre die Veränderung des Kathodenfalles
am Siebe durch die von unten durch das Sieb eintretenden Ionen
und Elektronen zu betrachten. Es sei erwähnt, daß es sich hierbei
um eine wohlbekannte Erscheinang handelt. Bereits im Jahre 1903
untersuchte G. C. Schmidt!) ausführlich die Beeinflussung des
Kathodenfalles durch Ionen, welche künstlich in den Dunkelraum
hineingebracht wurden. Er fand, daß der Kathodenfall vermindert
wird. Eine der von ihm benutzten Anordnungen unterscheidet sich
von der Anordnung der Liebenröhre wesentlich nur dadurch, daß statt
der Glühkathode eine gewöhnliche Kathode verwendet wurde. Hier wie
dort treten megative Teilchen von hinten durch ein als Kathode wir-
kendes Sieb oder Drahtnetz. In anderen Fällen erzeugte G. C. Schmidt
in einem seitlichen Ansatz des Rohres Kathoden- und Kanalstrahlen
und ließ sie schräg auf die Kathode bzw. in den Duukelraum eintreten.

Auf Grund der entwickelten Vorstellungen ist es schließlich mög-
lich, die Verstärkerwirkung der Röhre und den Verlauf der für die
Röhre charakteristischen Kurven J = f (i) vorauszusehen. Bedeutet A
den Anodenfall, K den Kathodenfall, V den Spannungsabfall in dem
übrigen Teil der Entladungsbahn, J die Stromstärke, Æ die Spannuug
der speisenden Batterie und R den äußeren ud so gilt die

ana: E=JR+A+K ei 7

| pn E—K— (A+)
Mit abnehmendem Kathodenfall wächst also der Strom J. -Indem
wir in erster. Annäherung A + V neben K TORN O REEN, a0 auch
ihre en von ergibt: sich

oder .

eaman

1) G. C. Schmidt, Ann. d. Phys. (4) 12, 622—652, 1903.

226 R. Lindemann und E. Hupka.

Wird der Strom i im Siebkreise, von sehr kleinen Werten beginnend,
allmählich vergrößert, so herrscht zunächst im unteren Raume un-
selbständige Entladung, es treten nur sehr wenig Ionen durch das Sieb
nach oben, der Kathodenfall wird nicht merklich verringert. Bei einer
gewissen Stärke des Stromes i erfolgt plötzlich Stoßionisation im
unteren Teile. Die große Zahl der durch das Sieb tretenden Ionen
bedingt eine plötzliche starke Verminderung des Kathodenfalles, welche
nach der für J geltenden Gleichung um so mehr ins Gewicht fallt,
als sie in der zunächst kleinen Differenz E— K auftritt. Bei weiterer
Vergrößerung des Stromes i wächst einerseits die Zahl der durch das

Fig. 4. i |
Sieb nach oben tretenden Ionen wesentlich langsamer an als zu Be-
ginn der Stoßionisation, andererseits wirkt wegen des nunmehr größeren
Wertes der Differenz E — K die Verringerung von K immer weniger
auf J ein. Für K = o wird schließlich J durch ¿i kaum noch beein-
flußt werden. Die hiernach folgende Beziehung zwischen ? und J ist
durch die Kurve der Fig. 4 wiedergegeben. Die Zone a—b des
stärksten Anstieges der Kurve, das Stadium der eintretenden Stoß-
erregung im unteren Entladungsraume, entspricht der größten Ver-
stärkung. Experimentell ist diese für die Verstärkerwirkung der Röhre
charakteristische Kurve bereits verschiedentlich gefunden worden.
Bei den bisherigen Überlegungen haben wir nur stationäre Zu-
stände betrachtet. Es ist vorausgesetzt, daß die Erscheinungen durch-
aus die gleichen sind, sofern die verschiedenen die Entladung be-

Die Liebenröhre. | | 227

stimmenden Größen wie Strom, Spannung- usw. gleiche Werte haben.
Bei allen sehr langsamen Änderungen ist diese Annahme im großen
und ganzen erfüllt. Bei schnellen Änderungen dagegen, wie sie gerade im
vorliegenden Falle der Verstärkung durch die Liebenröhre interessieren,
kann von einem stationären Zustande in jenem Sinne nicht mehr die
Rede sein. Wie verschiedene neuere Untersuchungen gezeigt haben,
ist der Zustand einer Entladung von der Vorgeschichte abhängig.
Z. B. beobachtet man bei Aufnahme der sogenannten Charakteristik,
d.h. der Abhängigkeit der Elektrodenspannung vom Strom, bei schnellen
Änderungen unter gewissen Umständen verschiedene Werte der Span-
nung, je nachdem die Änderung im Sinne wachsender oder abneh-
mender Ströme erfolgt. Man spricht von einer dynamischen Charakte-
ristik im Gegensatz zur statischen. Diese Erscheinungen sind offenbar
auf eine gewisse Trägheit der die Entladung beeinflussenden Vorgänge
zurückzuführen. Obgleich sich im einzelnen die Ursachen dieser Träg-
heit noch nicht mit Sicherheit angeben lassen, so wird man doch
kaum fehlgehen, wenn man die von Herweg!) vorgeschlagene An-
nahme macht, daß die verhältnismäßig langsamen Temperatur- und
Druckänderungen die Trägheit bedingen. Freilich sind gegen diese
Anschauung von anderer Seite Einwände erhoben worden?). Als wei-
tere Ursache kämen noch in Betracht elektrische Ladungen der Glas-
wände, die Diffusion der Ionen, die nach den gaskinetischen Vorstel-
lungen allerdings sehr schnell verlaufen müßte, und außerdem geringe
Temperaturschwankungen der Glühkathode, welche sich zum Teil durch
das umgebende Gas ausgleichen müssen und wegen der schlechten
Wärmeleitfähigkeit desselben den Syromschwankungen nur mit einer
gewissen Trägheit folgen werden.

Die Trägheit der Liebenröhre zeigte sich schon bei den ersten
orientierenden Versuchen. Wegen der Bedeutung der Erscheinung für
die Anwendung der Röhre zur Verstärkung schwacher Wechselströme,
insbesondere für Meßzwecke, haben wir die folgenden Untersuchungen
angestellt.

4. Versuche mit Gleichstrom. Bei den Versuchen mit
Gleichstrom wurde die in Fig. 5 wiedergegebeue Schaltung angewandt.
Die Milliamperemeter A, und A, dienten zur Messung der Ströme i
und J, das Voltmeter V zur Messung der Spannung zwischen Sieb
und Kathode, das Amperemeter A, zur Messung des Heizstromes.

1) Herweg, Phys. Zeitschr. 13, 639, 1912.
2) Kuno Fischer, Phys. Zeitschr. 14, 703, 1913.

228 | R. Lindemann und E. Hupka.

Dem Sieb wurde die Spannung durch eine Potentiometerschaltung
zugeführt, bestehend aus der Batterie B, von 80 Volt und dem
Widerstand R, mit Gleitkontakt. Der eine Pol des Spannungsteilers
war mit dem Schleifkontakt eines Widerstandes verbunden, welcher
parallel zur Heizbatterie lag. Der Heizstrom der Kathode wurde
durch den Widerstand w, reguliert, der Widerstand w, verhinderte
ein unbeschränktes Anwachsen des Stromes im Anodenkreise Von
der technischen Schaltung der Fig. 2 unterschied sich die hier be-
nutzte Anordnung nur durch die Anwendung des Potentiometers mit
der Batterie B, im Siebkreise. Diese Schaltung wurde gewählt, um
auch höhere Spannungen als die der Heizbatterie an das Sieb legen
zu können und um ferner den Heizstrom der Kathode unabhängig
von der Siebspannung variieren zu können.

Bei der beschriebenen Anordnung der Röhre ist in der Kathode
selbst ein Spannungsabfall bis zu etwa 30 Volt vorhanden, der sogar
zur Aufrechterhaltung einer leuchtenden Entladung zwischen den ein-
zelnen Punkten der Kathode ausreicht. Hierdurch wird die Spannung
zwischen Sieb und Kathode undefiniert und das elektrische Feld in-
homogen. Daher herrscht die früher erwähnte kritische Spannung
immer nur zwischen einem Punkte der Kathode und dem Sieb. Es
soll versucht werden, statt des langen Glühbandes mehrere möglichst
kurze einander parallel zu schalten. Auf diese Weise ließe sich die
kritische Spannung zwischen einem größeren Bereich der Glühkathode
und dem Sieb herstellen, was vermutlich zu einer Erhöhung des Ver-
stärkungsgrades führen würde.

Eine besondere Schwierigkeit bestand bei allen Versuchen mit
der Röhre darin, quantitativ reproduzierbare Verhältnisse zu erreichen.
An verschiedenen Tagen zeigte sich unter scheinbar gleichen äußeren
Bedingungen ein verschiedenes Verhalten, das oft schon an der Farbe
des leuchtenden Gases erkennbar war. Als Ursache dieser Erscheinung
wird man die unbestimmten Druck- und Temperaturverhältnisse in
der Röhre ansprechen können. Wie erwähnt, ist zwar ein Druck-
regulator vorgesehen, derselbe reicht aber offenbar zum Ausgleich der
bei starker Beanspruchung auftretenden Druckverschiebungen nicht aus.

Bei den Messungen mit Gleichstrom stellte sich, worauf schon
früher hingewiesen wurde, der stationäre Zustand der Entladung bei
einer Änderung der Spannung zwischen Sieb und Kathode erst nach
geraumer Zeit ein. Wird der-Strom i, mit kleinen Werten beginnend,
stufenweise gesteigert, und wartet man nach jeder Änderung mit
der Ablesung der Meßinstrumente so lange, bis die Ausschläge kon-

Die Liebenröhre. 229

stant geworden sind, so erhält man für die Abhängigkeit der Ströme J
und : voneinander Kurven vom Typus der Fig. 4. Zur Aufnahme
dieser Kurve war eine Zeit von mehreren Stunden erforderlich. Gleich-
wohl ergibt sich ein wesentlich anderer Kurvenverlauf beim Rückgang
auf kleinere Werte des Stromes i, und zwar liegt diese Kurve höher
als die bei steigendem Strom erhaltene (Fig. 4). Diese Erscheinung
wurde .weiter verfolgt, indem wiederum der Strom :, von kleinen
Werten ausgehend, bis zu einem gewissen Werte gesteigert und darauf
wieder vermindert wurde, wobei die Ablesungen unmittelbar nach den
Änderungen des Stromes i erfolgten. Es ergaben sich so Kurven vom
Typus der Figur 6. |

Ganz entsprechend weisen auch die Kurven, welche die Abhängig-
keit des Stromes © bzw. J von der Spannung e zwischen Sieb und
Kathode darstellen, getrennte Äste für steigenden und fallenden Strom
auf. Als Ursache dieser Erscheinung werden wir nach den früheren
Ausführungen die Trägheit der Entladungsvorgänge ansehen können.
Aus dem Umstande, daß bei der Kurve J = f (e) die beiden Äste
weiter auseinander fallen, also eine größere Fläche einschließen als bei
der Kurve © = f (e), ist zu schließen, daß jene Trägheitserscheinungen
sich vor allem oberhalb des Siebes abspielen.

Den betrachteten Stromänderungen läuft eine deutliche Änderung
des Aussehens der Entladung parallel. Bei kleinen Strömen i ist der
schon erwähnte Dunkelraum oberhalb des Siebes verhältnismäßig groß
(1—2 cm); mit wachsendem Strom schrumpft er merklich zusammen,
im Einklang mit der von Seeliger vertretenen Auffassung, und ver-
schwindet bei Erreichung des genannten Maximums von J fast völlig.
Dieses Bild bleibt unverändert, solange bei der nachfolgenden Ver-

230 R. Lindemann und E Hupka.

ringerung von ¿ der Strom J jenen hohen Wert beibehält. In dem
Entladungsraume unterhalb des Siebes ist außer einer Zunahme der
Helligkeit mit wachsenden Strömen © und J keine merkliche Änderung
zu beobachten.

Bisweilen wurde auf dem an- und absteigenden Aste der Kurve
ein labiler Zustand passiert, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der
Dunkelraum sprunghaft zu- und abnimmt (die Röhre flackert). Wir
haben versucht, uns die Erscheinung auf ionentheoretischer Grundlage
zu erklären. Die Tatsache, daß schon bei sehr niedriger Spannung
zwischen Sieb und Kathode unmittelbar unter dem Siebe das Gas
leuchtet, beweist, daß hier Stoßionisation vorhanden ist. Diese Ioni-
sation kann nicht von Teilchen herrühren, die ihre Geschwindigkeit
in dem schwachen Felde Kathode—Sieb erlangt haben, sondern sie
muß auf solche Teilchen zurückzuführen sein, welche aus dem oberen
Entladungsraume stammen. Offenbar sind es positive Ionen, welche
in dem Dunkelraume oberhalb des Siebes ihre Ionisierungsgeschwindig-
keit erreicht haben. Sobald nun die Spannung zwischen Sieb und
Kathode gerade den kritischen Wert besitzt, bei dem die von der
Glühkathode ausgehenden Teilchen im unteren Raume durch ihren
Stoß ionisieren, wird hier eine starke Häufung von Ionen eintreten.
Die durch das Sieb hindurchtretenden Ionen genügen, den Kathoden-
fall am Siebe fast zum Verschwinden zu bringen. Nun verdankt aber
noch ein wesentlicher Teil dieser Ionen seine Entstehung dem Stoß
der von oben durch das Sieb hindurchtretenden positiven Ionen, und
die von Elektronen unterhalb des Siebes gebildeten Ionen reichen für
sich nicht aus, den Kathodenfall dauernd klein zu halten. Da anderer-
seits der kleine Kathodenfall den nach unten fliegenden positiven Ionen
nicht mehr die lonisierungsgeschwindigkeit erteilen kann, so sinkt die
Ionenzahl am unteren Raume wieder, und der Kathodenfall am Siebe
wird wieder größer. Das hat zur Folge, daß von neuem positive Ionen
beschleunigt durch das Sieb nach unten treten, das Spiel wiederholt
sich. Steigert man jedoch die Spannung zwischen Sieb und Kathode
noch weiter, so genügen bereits die von den Elektronen der Glüh-
kathode durch Stoß erzeugten Ionen allein, um dauernd den Kathoden-
fall am Siebe klein zu halten, der Zustand ist stabil.

5. Versuche mit Wechselstrom von 50 Perioden. Die
Versuche mit 50periodigem Wechselstrom kamen in der Weise zur
Ausführung, daß sowohl der dem Siebkreis zugeführte, zu verstärkende
Wechselstrom i als auch der im Anodenkreis auftretende stark pul-
sierende Strom J mittels eines Siemens-Blondelschen Oszillographen

Die Liebenröhre. | 231

aufgenommen wurde. Die Aufnahme erfolgte nacheinander auf dem-
selben Blatte unter Benutzung derselben hochempfindlichen Schleife
des Apparates. Die genauere Schaltung ist aus Fig. 7 ersichtlich.
Von der früher bei den Gleichstrommessungen benutzten Anordnung
unterscheidet sie sich vor allem dadurch, daß das Potentiometer im
Siebkreis von Wechselstrom gespeist wird, und zwar durch den an
die Wechselstromzentrale angeschlossenen Haupttransformator. Ferner
ist im Sieb- und Anodenkreis je ein Widerstand eingeschaltet, von dem
die Meßschleife des Oszillographen unter Vorschaltung eines passenden

J
A
Ù
tét
Centrale C2
Wechselstrom
il
6&7
otag ” ılr----|lı
6 82 .
zum
Oszillogr.
Fig. 7.

Widerstandes abgezweigt wird. Mit Absicht sind die kleinen Trans-
formatoren, welche bei der eingangs beschriebenen technischen Ver-
stärkeranordnung benutzt werden, bei den vorliegenden Messungen
nicht verwandt, um etwaige Störungen durch das Eisen zu vermeiden.
Bei den Messungen wurden folgende Größen variiert:
1. die Amplitude Æ des dem Sieb zugeführten Wechselstroms,
2. der Heizstrom in der Kathode t,
3. die mittlere Gleichspannung e zwischen Sieb und Kathode,
4. die Spannung V zwischen Anode und Kathode.
Die Änderung von e erfolgte hier durch Verschieben des Gleit-
kontaktes an dem Widerstand R. Zur Änderung von V diente eine

Potentiometerschaltung mit einer maximalen Spannung von etwa
240 Volt. |

232 R. Lindemann und E Hupka.

Es wurden nun jeder der genannten Größen drei verschiedene
Werte gegeben (vgl. dagegen weiter unten), die in aufsteigender Folge
durch die Indizes 1, 2 und 3 bezeichnet sind, und für die einzelnen
möglichen Kombinationen die Stromkurven aufgenommen. Bis auf
einige, weniger charakteristische sind die so erhaltenen Kurven in den
Fig. 8 bis 27 wiedergegeben. Zum Verständnis derselben sei be-
merkt, daß bei den Kurven für : und J die derselben Phase ent-
sprechenden Ausschläge nach entgegengesetzten Seiten gewählt sind;
die Gleichstromkomponente des Stromes J entspricht einer Verschie-
bung nach unten. In der Fig. 9 sind nur die Ströme J dargestellt.
Die Empfindlichkeit bei den einzelnen Aufnahmen ist verschieden. Die
Tabelle (Seite 236) enthält die zur Reduktion auf gleiche Empfindlich-
keit nötigen Werte der Widerstände c und o, die der Oszillographen-

Fig. 8.

Fig. 9.
tg = 2,15 Amp. eg ze 0,7 Volt. Es = 5,7 Volt.

schleife vor- bzw. parallelgeschaltet sind. Bei einer Reihe der mit
großer Empfindlichkeit aufgenommenen Kurven fallen die übergelager-
ten Zacken auf, bei anderen Kurven fehlen sie wegen der geringen
Empfindlichkeit fast völlig. Die Ursache für diese Erscheinung wird
man in einer Kapazitätswirkung der Röhre zu suchen haben, eine An-
nahme, die durch Versuche über die Erzeugung hochfrequenter Ströme
mittels der Liebenröhre nahegelegt wird. Durch diese Kapazität werden
gewisse Oberschwingungen des benutzten Wechselstromes der städtischen
Zentrale verstärkt.

Die Oszillogramme sind auf S. 233—235 in 3 Hauptgruppen
angeordnet. Die Fig. 10 bis 14 der ersten Spalte wurden bei der
Heizstromstärke i, = 1,85 Amp., die der zweiten Spalte, Fig. 15 bis 20,
bei der Heizstromstärke ?, = 2,15 Amp. und die der dritten Spalte,
Fig. 21 bis 26 sowie Fig. 27 in der ersten Spalte, bei der Heizstrom-
stärke i, = 2,30 Amp. aufgenommen. In jeder dieser Gruppe folgen

233

WAZ= g HA9 +S duy gazy .. HOA S88 =*F. 'NoA 8I +=% 'dwy.ggr =h
k sag | a ER l

STN

oA se = T HOA FTI er ».day Ga = HOA Lg = OA SP += day um
"FLO oo. l |

2 1 57

Die. Liebenröhre.

Telegraphie u. Telephonie. 12.

° è Zs . ‘ ZE . ae e ; s Fk, ;
oA e’se = 7 i = day gapa MoA. Z = ST HoA SFT + = dwy esr =}

Jahrb. d. drahtl.

R. Lindemann und E. Hupka.

234

‘HOA 3 == ur "0A 0% + m 82. duy oez = %
"13 314

HOA S88 = 7 HoA L0— =% duygı'z =
0 Zi

HOA L'S = F NALO-=% dwy gogz = 4
6r B

OAZ =T HoA Lo — =% ‘dwy grz =%
"81 3

HOA 988 = T

HOA L'o m Sy

HOA 39 +=% ‘day giz = *%
1 Jg

HOA 39 + =% ‘dwy gI =%
"II IT

235

Die Liebenröhre.

yo S88 = 7

HOA S88 = ET

HOA L's = ‘7

oa zgr — =" ‘dwy os% = *?

13 "214

oA sp- =% ‘dwy ogg =%
93 Ira

HOA SF — = duy 08%% =
:cz a

yoa g=’ MAAS =% duy 083 = °?
+3 au

‘oA ggg = "g ‘HoA 03 +=% ‘dwy 08% =

s3 "214

HOA L3 = *T HoA 0'8 + = % ‘dmy ogg =%
33 I

— m

ora

16*

236 R. Lindemann und E. Hupka.

die bei sonst gleichen Bedingungen, aber wachsender Amplitude des
Wechselstromes erhaltenen.Kurven aufeinander. Diese drei Amplituden
entsprechen etwa den Effektiverten der Spannung an dem Abzweig-
widerstand R, (Fig. 7): E, = 2 Volt, E, = 5,7 Volt, E, = 38,5 Volt.

-.
a

| Bei Aufnahme der Kurve für i || Bei Aufnahme der Kurve für J

. ee ie Se E ne ieh — n m
Figur Abzweig- Vorschalt- Abzweig- | Vorschalt-
l S widerstand A widerstand o, | widerstand eg, | widerstand c,
ET re z 847 Ohm 11000 Ohm
10 833 Ohm ` 500 Ohm | 347 „ | 100 „
11 833 „o | 0 500, | 347» 12.150 >
12 83 „ | 200 „ UT 1200 ,
12: Eu n.
Io E .n „ ”
15 0088 „ 1500 BAT n 8000 ,
16 | 838, 1500 „ i 847 „.- | 10000 ,
IT 2T 10000 „ ` 847 „© > 11000 ,
18 °° 088%, 200 „p B847T po 50 „
19 4 833 „ 200 , 847 ,„ 14000 ,
20 = 888 „ 9000 `, | 847 „p . . 11000 ,
21 570 , 5000 „ - 847 „ i 17000 ,
22 | 570 , 12000 , 847 „ 17000 „
23 | 446 , 20000 , | 847 „ 15000 „
24 833 , 200 „ | 347 , 9000 „,
25 833 „n | 8000 „ 847 „ 11000 ,,
26 DTO Sy 18000 ,, 847 „ | 12000 ,
. 27 833%, | 20000 , E s47 > = | 10000 >

Nur bei T Aufnahme Fig. 22 wurde ein TRE E,, = 27 Volt
gewählt, um den Einfluß wachsender Spannung deutlicher hervortreten
zu lassen. Die mittlere Gleichspannung e zwischen Sieb und Kathode
ist außer von der Stellung des Gleitkontaktes am Widerstande R noch
von der Stärke des Heizstromes i, abhängig. Bei den Versuchen
wurden dem Gleitkontakt drei Stellungen gegeben, und zwar außer
der Mittelstelluug die beiden Endstellungen. Die in den Oszillo-
grammen angegebenen Werte der mittleren Spannung e sind insofern
‘nur angenähert richtig, als eine geringe Abhängigkeit von der Größe
des Abzweigwiderstandes R, unberücksichtigt geblieben ist.

- Zunächst fällt bei den. meisten Aufnahmen die starke Verzerrung
‚der Stromkurven auf. Nur bei den kleinsten Amplituden der Wechsel-
'stromkomponente von ¿ (im folgenden mit 7 bezeiehnet) ist J rein
‚sinusförmig. Durch die Anwendüng einer besonderen Schaltung, bei
welcher die’ Gleichstromkomponente von J kompensiert wurde, konnte
bei sehr schwachen Wechselströmen die reine Sinusform der J-Kurven

Die Liebenröhre. o 237

mit großer Empfindlichkeit nachgewiesen werden. Der Widerstand o,

in der Schaltung der Fig, 7 wurde hier ersetzt durch. eine Kompen-

sationsanordnüng, die aus Fig. 28 ohne weiteres verständlich ist. S be-

deutet die. Schleife des Oszillographen. Fig. 8 gibt drei so erhaltene
Stromkurven wieder bei verschiedenen Amplituden des dem Siebkreis
| En p

1
83
| | Fig. 28. |
zugeführten Wechselstromes. Die Kurven liegen übereinander, weil
nur bei einer Aufnahme genau kompensiert war. Die Spannung des
dem. Siebkreis zugeführten Wechselstromes betrug bei |

Kurve I: E, = 1,4 Volt, Kurve II: E, = 0,6 Volt,
Kurve III: E = 0,25 Volt.

- Während bei Kurve I noch deutliche Verzerrung im oberen Teil
zu beobachten ist, verschwindet sie bei den beiden anderen Kurven.
Man kann hiernach sagen, daß bei der benutzten Röhre unter -den
vorliegenden Bedingungen die Verzerrung der Kurvenform bei. einer
. Spannung von etwa 1 Volt eintritt.

. Mit wachsender Amplitude des Wechselstromes © nimmt der Grad

der. Verzerrung von J zu. Dies zeigen deutlich die einzelnen Gruppen
der. Aufnahmen bei wachsender Spannung E, z.B. Fig. 10 bis 12,
15 bis 17, 18 bis 20, 24 bis 26. Eine Erklärung für dieses Ver-
halten der Röhre ist zum Teil in ihrer Gleichriehterwirkung zu suchen.
J wird Null, sobald der dem Siebkreise zugeführte Wechselstrom die
Spannung zwischen Sieb und Kathode soweit verkleinert, daß die
Elektronen bzw. negativen Ionen von der Glühkathode her nicht mehr
durch das Sieb hindurchtreten können. Dementsprechend fällt die
Kurve für J teilweise mit der Zeitachse zusammen. Wie zu erwarten,
zeigen die Aufnahmen, daß J eine um so längere Zeit Null bleibt, je
größer 7 ist. Auch die Kurven für +i besitzen eine mit wachsendem Æ
zunehmende Verzerrnng. Die Ursache ist wiederum in der Gleich-

238 R. Lindemann und E. Hupka.

richterwirkung der Röhre zu suchen, welche nach den früheren Aus-
führungen erst einsetzt, wenn die an die Röhre (Sieb—Kathode) ge-
legte Wechselspannung größer als die Mindestspannung ist.

Eine weitere Erscheinung, welche die Aufnahmen bei wachsender
Spannung R immer schärfer hervortreten lassen, ist der relativ lang-
same Anstieg der Kurven auf der einen Seite und der schnelle Ab-
fall auf der anderen. Dazwischen liegt ein längeres oder kürzeres
Gebiet, in welchem der Strom keine merklichen Änderungen erfährt
(vgl. Fig. 13, 14, 16, 17, 19, 20, 23, 25—27). Dieser Verlauf der
Kurven ist durchaus in Übereinstimmung mit den bei langsamen
Zykeln aufgenommenen Diagrammen (Fig. 6) und zwar ist die Ab-
flachung der Kurven für J lediglich durch den Verlauf der oben aus
theoretischen Überlegungen abgeleiteten charakteristischen Kurve J = f (ù
(Fig. 4) bedingt, während sich in dem verschieden steilen Anstieg und
Abfall der Kurven wiederum die Trägheit der Entladungsvorgänge in
der Röhre bemerkbar macht. Auf die Trägheit der Entladung dürfte
auch die Erscheinung zurückzuführen sein, daß bei kleiner Amplitude
der dem Siebe aufgedrückten Wechselspannung die nur wenig ver-
zerrten Kurven für J eine z. T. beträchtliche Phasenverschiebung gegen t
aufweisen, wie z. B. Fig. 10 zeigt.

Änderungen des Heizstromes i, und der dem Sieb anfgedrückten
Gleichspannung e äußern sich in den Kurven wesentlich in gleicher
Weise, und zwar verbreitert sich das Gebiet konstanter Amplitude in.
den Kurven für J mit wachsendem Heizstrom i, und wachsender
Spannung e zwischen Sieb und Kathode. Dies zeigen die Fig, 12, 17,
23 und 20, 26 für den Fall wachsenden Heizstromes, die Fig. 27,
26, 23 nnd 14, 18, 12 für den Fall wachsender Spannung. Die Er-
scheinung ist darauf zurückzuführen, daß eine Variation von e und i
eine Änderung der Gleichstromkomponente von J nach sich zieht, über
die sich die aus der charakteristischen Kurve (Fig. 4) zu entnehmenden
Änderungen von J lagern, d.h. es wird in der charakteristischen
Kurve der dem Gleichstromwerte von ¿ und J entsprechende Punkt
verschoben, um welchen die Wechselstrromkomponenten von und J
pendeln. Daß eine Änderung der Größen i, und e wesentlich gleichen
Einfluß hat, zeigt auch der Vergleich der Kurven Fig. 15 bis 17 mit
18 bis 20 nnd 10 bis 12 oder anch der Fig. 21 bis 28 mit 24
bis 26 und 15 bis 17. Man sieht, daß eine Verkleinerung von e
oder i, die Verzerrung vermindert. l

Den Einfluß einer Änderung der Spannung im Anodenkreise
zeigen die 3 Kurven für J der Fig, 9. Die Spannung zwischen Anode

Die Liebenröhre. 239

und Kathode betrug hier 244, 147 und 62 Volt. Da außer der Ab-
nahme der Amplitude eine Änderung der Kurvenform kaum zu be-
obachten ist, so wurden alle übrigen Aufnahmen bei der maximalen
Spannung V == 244 Volt gemacht.

Der Parallelismus der Erscheinungen bei Wechselstrom und lang-
samen Zyklen ist noch auffälliger, wenn man statt der Oszillogramme

Fig. 29.

Kurve I nach Fig. 23.
Kurve II nach Fig. 26.
Kurvelll nach Fig. 27.

Fig. 30.
Kurve I nach Fig. 10.
Kurve II nach Fig. 11.
Kurve III nach Fig. 12.
die ihnen entsprechenden charakteristischen Kurven J = f (i) betrachtet.
Die Fig. 29 und 80 geben einige dieser Kurven wieder. Sie sind
bereits auf gleiche Empfindlichkeit reduziert und in gleichem Maßstab
aufgetragen und gestatten daher einen unmittelbaren Schluß auf den
Grad der Verstärkung. Diese Kurven sofern sie Versuchen mit

240 R. Lindemann und E. Hupka. Die Liebenröhre.

größeren Spannungen E entsprechen (Fig. 29), sind bei den langsamen
Zykeln erhaltenen durchaus ähnlich. Bei abnehmender Verzerrung
werden die Kurven ellipsenförmig.. Wie die Figuren erkennen lassen,
schwankt die Verstärkung, d.h. das Verhältnis J: :t, 'etwa zwischen
2,7 und 11 bei den Versuchen der Fig. 30.

6. Versuche mit hochfrequenten Schriizungen Von be-
sonderem Interesse war es, zu untersuchen, ob auch bei noch schnel-
leren Schwingungen Kurvenverzerrungen auftreten. Die Versuche,
welche diese Frage entscheiden sollten, besitzen mehr orientierenden
Charakter. Folgende Meßmethode wurde benutzt. Zur Erzeugung des
zu verstärkenden Stromes diente ein Poulsen-Lichtbogen, der wegen
der großen Kapazität im Schwingungskreise außer der Grundschwingung
eine Reihe stark ausgeprägter harmonischer Oberschwingungen anregte.
Die Verzerrung des verstärkten Stromes im Anodenkreis ergab sich
aus dem Verhältnis der Amplituden einiger jener Oberschwingungen
im unverstärkten und verstärkten Strome. Dabei wurde der Poulsen-
Kreis mit dem Siebkreise der Röhre lose gekoppelt und die Ober-
schwingungen sowohl in dem primären Poulsen-Kreise als auch in dem
Anodenkreise mittels eines Wellenmessers gemessen. Da die stets
schwache Kuppelung beider Kreise mit dem Wellenmesser und auch
diejenige des Wellenmessers mit dem ein Galvanometer enthaltenden
aperiodischen Kreise konstant blieb, so ist das beobachtete Verhältnis
der Galvanometerausschläge bei Abstimmnng auf die einzelnen Ober-
schwingungen ein direktes Maß für die Verzerrung. Die Messungen
wurden durch die Schwankungen der Poulsen-Lampe und der Lieben-
röhre sehr erschwert. Gleichwohl konnte die Verzerrung mit Sicher-
heit nachgewiesen werden. Ein Beispiel einer Messung sei hier mit-
geteilt. Die Wellenlänge der Grundschwingung betrug etwa 5000 m;
bei Abstimmung des Wellenmessers auf die erste und dritte harmo-
nische Oberschwingung ergaben sich folgende Ausschläge œ des Gal-
vanometers:

K Im Siebkreis, I. Oberschwingung . . . . &=87mm
PR Ua I a >.. . &=46 „
p Im. Anodenkreis, I. AE .. . &«=12mm
IIL er en d=B4 „
3. ia Siebkreis, I. Oberschwingung a -o & = 86mm
| aUe a ee wan a a ee,

as Erst eine genauere Analyse: der- karvan, insbesondere der. Nach-
weis, daß die Kurven. für J wie. bei 50 periodigem . Wechselstrom auf

E.H. Armstrong. Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 241

der einen Seite steiler verlaufen als auf der anderen, würde die Frage
entscheiden, ob auch bei hochfrequenten Schwingungen Trägheits-
erscheinungen mit als Ursache der Kurvenverzerrungen anzunehmen sind.

Zusammenfassung. Auf Grund der Ionenhypothese wurde eine
allgemeine Theorie der Entladung in der Liebenröhre entwickelt.
Diese Theorie läßt das Verhalten der Röhre bei Gleich- und Wechsel-
strom, insbesondere die Verzerrung der Kurvenform bei stärkeren
Strömen voraussehen. Die beschriebenen Versuche bei Gleichstrom,
50.periodigem Wechselstrom und hochfrequenten Schwingungen be-
stätigen die theoretischen Überlegungen. Wegen der auftretenden Ver-
zerrungen ist die Röhre für quantitative Messungen nur mit Vorsicht
zur Stromverstärkung zu verwenden. Dagegen dürfte sie in ihrem
wichtigsten Anwendungsgebiet, dem der Telephontechnik, wegen der
geringen. Intensität der Sprechströme auch nach den hier gesammelten
Erfahrungen große Vorteile bieten.

Charlottenburg, Mai 1914. _ Ä
(Eingesandt 11. September 1916.)

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger.)

Von Edwin H. Armstrong.?)

(Nach Proceedings of The Institute of Radio Engineers 3, 215—247, 1915
aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

Das Audion als Detektor und Verstärker.

Die Grundcharakteristik für den Betrieb des Audions ist die
Beziehung zwischen dem Anodenstrom und dem Potential des Git-
ters in bezug auf den Faden, nämlich den negativen Pol des Fadens.
Eine solche Charakteristik ist in Fig. 1 dargestellt, und aus ihr ent-
nehmen wir, daß eine positive Ladung auf dem Gitter eine Steige-

1) Vgl. Jahrbuch 9, 383 und 393.

2) Dem Institute of Radio Engineers zu New York vorgelegt am 3. März
1915 und der Sektion Boston am 29. April 1915. (Das einleitende Material
zu dieser Arbeit wurde ursprünglich als briefliche Diskussionsbemerkung
zu der Arbeit „Long Range Reception with Combined Crystal Rectifier
and Audion Amplifier“ von Haraden Pratt vorgebracht. Die ersten sechs
Figuren sind mit gütiger Erlaubnis von Electrical World abgedruckt; die
übrigen Figuren und der Text erscheinen hier zum ersten Male.)

242 Edwin H. Armstrong.

rung des Anodenstromes hervorruft und eine negative Ladung auf dem
Gitter eine Abnahme dieses Stromes. Wenn man das Audion als Ver-
stärker benutzt und zwischen dem Gitter und dem Faden eine elektro-
motorische Wechselstromkraft anlegt, so ändert sich der Gleichstrom

-l

gx ç 1%

v N

E
a gS P

S o 5 0O +5 +0

IN Potential des Gülters gegen den Faden.

Fig. 1.

im Anodenkreise gemäß der in der Fig. 1 dargestellten Charakteristik
und erzeugt eine dem Gleichstrom überlagerte Wechselstromwelle,
welche dieselbe Phase und dieselbe Frequenz hat wie die angelegte

elektromotorische Kraft. Schematisch wird diese Wirkung durch
Fig. 2 dargestellt.

Potenhial
des Gier”

geger den
aden. -5

_Anoden-
stromstärke
Fig. 2.

Die Wirkungsweise des Audions als Detektor für Schwingungen
solcher Schwingungszahl, wie sie in der drahtlosen Telegraphie vor-
kommen, ist von jener als einfacher Verstärker ganz verschieden.
Man muß eine solche Schaltung anwenden, daß die Wirkung einer
Gruppe von Schwingungen einer in der drahtlosen Telegraphie ge-
bräuchlichen Schwingungszahl im Gitterkreise des Audions in eine
einzige Änderung der Stromstärke in den Telephonen von solcher
Schwingungszahl umgesetzt wird, wie sie dem Audion entspricht.

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 243

Das übliche Verfahren besteht darin, die Ventilwirkung zwischen der
heißen und der kalten Elektrode bei niederen Drucken zu be-
nutzen, und die hierzu verwendete Schaltungsweise ist in Fig. 3 dar-
gestellt. Bei dieser Schaltungsart liegen zwei verschiedene Wirkungen

Fig. 3.

vor: eine Gleichrichterwirkung und eine Verstärkerwirkung. Der ge-
schlossene Schwingungskreis LC, Faden, Gitter und Kondensator (',,
verhält sich genau wie ein Flemingscher Ventilempfänger: die ankom-
menden Schwingungen werden zwischen Gitter und Faden gleichgerichtet,

d
Shingungen WM ww

Porenhal *

des Gilters

g den ?
aden. `-

noden-

Stromstärke :
Telephon -

is u i

Fig. 4.

und der gleichgerichtete Strom wird benutzt, um den Kondensator C, auf-
zuladen (wobei die mit dem Gitter verbundene Belegung natürlich
negativ wird). Das negative Gitter übt dann auf den Anodenstrom
eine Relaiswirkung aus, indem es ihn verringert; der Anodenstrom
kehrt dann auf seinen normalen Wert zurück, wenn die Ladung auf

244 in Edwin H. Armstrong.

dem Gitterkondensator über das Gitter abfällt und das Gitter sein
normales Potential wieder annimmt. Wenn das Audiop richtig gebaut
ist, führt die Relaiswirkung zų einer Verstärkung der zum Gebrauch

Gitteypelenhal, o amna

Anoden-

Figelstro Syko
stromstärke gE mslark

Fig. 5.

in den Telephonen verfügbaren Energie gegenüber jener, die in einem
einfachen Gleichrichter zu Gebote stehen würde. Fig. 4 gibt die Merk-
male des Ventilverfahrens zum Nachweis von Schwingungen an.

Ankommende Schwingung.

Anoden- Flugelstromstlarke.

stromstärke
‚rat u:

Kondens ator imn
Gitterkreis.

Telephonstromstärke.

| Fig.6. |

In Gemeinschaft mit Herrn Professor Morecroft habe ich kürz-
lich Oszillogramme aufgenommen, welche die bereits angegebenen
Erklärungen bestätigen. Diese Oszillogramme und die Hilfsmittel,
mit denen wir sie erhalten haben, sind in den Figg. 5, 6, 7 dargestellt.

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 245

Wie man sieht, zeigt also die Benutzung des Audions als Detektor
für Schwingungen init Schwingungszahlen, wie sie in der drahtlosen
Telegraphie vorkommen, daß das Audion nicht nur als Gleichrichter
arbeitet, sondern zugleich auch als Überträger der Radiofrequenzen;
die Schwingungen im. Gitterkreise erregen also Schwingungen ähn-
lichen Charakters im Anodenkreise des Audions. In dem gewöhnlichen
Detektorsystem wird die Übertragerwirkung nicht benutzt. Der Zweck
der vorliegenden Arbeit ist nun, zu zeigen, daß man sie nutzbar machen
kann, um den Empfang von Signalen in einer Weise zu verbessern,

E
4

| Q 9 | | nihil
| L ritmn

Fig. 1.

welche alle die einzelnen Vorteile des Audions bei dessen Verwendung
als einfacher Detektor vollkommen in den Schatten stellt. - Der ge-
wöhnliche Detektorkreis wird durch Fig. 3 veranschaulicht, und die
in ihm vorkommenden Erscheinungen lassen sich schematisch durch
die Kurven der Fig. 4 zusammenfassend darstellen, Aus diesen Kurven
ist zu ersehen, daß die Schwingungen mit Radiofrequenzen, die im
Anodenkreise der Fig. 3 bei Verwendung des gewöhnlichen Audions
vorhanden sind, notwendig klein sind, sowie ferner, daß sie für ein
Ansprechen der Telephone ohne Wert sind. Wenn man aber dafür
sorgt, ihre Amplitude zu verstärken und sie für die Verstärkung der
Schwingungen im Gitterkreise nutzbar zu machen, wird es moglik,
einige ‚sehr bemerkenswerte Ergebnisse zu erzielen. f

246 Edwin H. Armstrong.

Verstärkung von Radiofrequenzschwingungen durch das Audion.

Es gibt zwei Wege, die Schwingungen des Gitterkreises mit Hilfe
jener im Anodenkreise zu verstärken. Das einfachste Verfahren ist viel-
leicht das, die beiden Schwingungskreise in der durch Fig. 6 dar-
gestellten Weise miteinander zu koppeln. Die Figur ist im wesent-
lichen dieselbe wie Fig. 3, aber durch die Einführung der induktiv
gekoppelten Spulen L, und L, in den Gitterkreis bzw. in den Schwin-
gungskreis und durch den Kondensator C, abgeändert, der einen Weg
von niedriger Impedanz zwischen den Telephonen für die Radio-
frequenzen bildet. In einem derartigen System erregen ankommende
Signale Schwingungen im Gitterkreise, und diese übertragen sich auf
den Anodenkreis, wo sie Änderungen in der Stromstärke des Gleich-
stromes verursachen, dessen Energie von der Batterie B, geliefert
wird. Mit Hilfe der Koppelung M, wird ein Teil dieser Energie der
Schwingungen im Anodenkreise wieder auf den Gitterkreis rückwärts
übertragen und dadurch die Amplitude der Schwingungen im Gitterkreise
vergrößert. Die verstärkten Schwingungen im Gitterkreise wirken dann
mittels des Gitters auf den Anodenkreis zurück und erzeugen größere Ver-
änderungen der Stromstärke im Anodenkreise und verstärken dadurch
die Schwingungen des Systems noch weiter. Gleichzeitig mit diesem
Vorgange verläuft die gewöhnliche Detektorwirkung; der Konden-
sator C, wird in der üblichen Weise geladen, speichert aber eine Ladung
auf, die nicht der ursprünglichen Stärke der Signale proportional ist,
sondern der Endamplitude der Schwingungen im Gitterkreise. Das
Ergebnis ist ein verstärktes Ansprechen des Telephons, proportional
der Energievermehrung der ursprünglichen Schwingungen im Gitter-
kreise. Aus der Betriebscharakteristik (der Beziehung zwischen Gitter-
potential und Anodenstrom) ersieht man, daß die Amplitude der Ände-
rung der Anodenstromstärke unmittelbar von der Änderung des Gitter-
potentiales abhängig ist. Dieser Umstand weist darauf hin, daß man
dem Gitterkreis eine große Induktanz und eine kleine Kapazität geben
muß, um die größtmöglichste Spannung zu erhalten, die an das Gitter
angelegt werden kann. Für Wellenlängen mäßiger Größe kann man
den Abstimmungskondensator C im Gitterkreise ganz und gar fort-
lassen und nur die Kapazität des Audions allein zur Abstimmung des
Schwingungskreises. benutzen. Für lange Wellen wird die verteilte
Kapazität der Induktanz des Gitterkreises so hoch im Vergleich zur
Kapazität des Audions, daß man bessere Ergebnisse erhält, wenn man
einen Abstimmungskondensator benutzt, um die Punkte größter Poten-
tialdifferenz zwischen Gitter und Faden des Audions genau festzulegen.

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 247

Bei dem zweiten Verfahren zur Verstärkung der Schwingungen
ım Gitterkreise wird der Anodenkreis des Audions mit Hilfe einer In-
duktanz abgestimmt, die in der durch Fig. 9 veranschaulichten Weise
eingeschaltet wird. Diese Schaltungsweise unterscheidet sich von
dem in Fig. 3 dargestellten gewöhnlichen Detektorkreise durch die
Hinzufügung der Spule L} und des Kondensators C,. Auf welche
Art die Gitterschwingungen verstärkt werden, wird am besten durch
folgende Auseinandersetzung verständlich werden. Wenn in dem
System keine Schwingungen bestehen, wird die Potentialdifferenz
zwischen Faden und Anode annähernd die Spannung der Batterie B,
sein.. Wenn aber im Gitterkreise Schwingungen erregt werden und

Č;

== C =
= =?»
My =
>65.
— Le = L3 Ii
Mz O-O
C2
Fig. 8. Fig. 9.

im Anodenkreise Radiofrequenzänderungen der Stromstärke hervor-
rufen, ändert sich das Potential des Flügels gegenüber dem Faden
in dem Maße, wie die Reaktanzspannung der Anodeninduktanz die
Spannung der Batterie abwechselnd erhöht und erniedrigt. Wenn
dem Gitter eine negative Ladung erteilt wird, so wird der Anoden-
strom schwächer werden, und die Richtung der Reaktanzspannung
der Anodeninduktanz wird daher dieselbe sein wie die der Spannung
der Batterie B,. Die Reaktanzspannung wird daher die Batterie-
spannung verstärken, und die Potentialdifferenz zwischen Flügel und
Faden sowie auch zwischen Anode und Gitter wird größer werden.
In ähnlicher Weise wird, wenn dem Gitter eine positive Ladung erteilt
wird, die Anodenstromstärke vermehrt, und die Reaktanzspannung
der Anodeninduktanz wirkt dann der Batteriespannung entgegen und

248 = Edwin H. Armstrong.

verursacht eine Abnahme der Potentialdifferenz zwischen Gitter und
Anode. Nehmen wir also an, daß dem Gitter eine negative Ladung
erteilt werde, so wird das Streben der entsprechenden Potentialerhöhung
der Anode gegenüber dem Gitter dahin gehen, mehr Elektronen aus
dem Gitter herauszuziehen; dadurch erhöht sich die Ladung auf dem
aus Anode und Gitter gebildeten Kondensator, und die Energie, welche
diese Ladung liefert, wird aus der Anodeninduktanz entnommen, wenn
die Anodestromstärke abnimmt. Die erhöhte negative Ladung auf
dem Gitter sucht eine noch weitere Abnahme der Anodenstromstärke
herbeizuführen sowie eine weitere Energieabgabe aus der Anoden-
induktanz in den Gitterkreis. Wenn dagegen dem Gitter eine positive
Ladung erteilt wird, vermindert sich die Potentialdifferenz zwischen
Gitter und Anode, und ein Teil der Energie, die in dem von ihren

Jnduktanz des Nnodenkreises
Fig. 10. Fig. 11.

gebildeten Kondensator aufgespeichert ist, wird der Anodeninduktanz
zurückgegeben. Während dieses Teiles des Kreislaufes werden Elek-
tronen aus dem umgebenden Raume zum Gitter gezogen, um den
Gitterkondensator gemäß der bekannten Ventilwirkung zu laden, und
das ist tatsächlich ein Leitungsstrom, so daß eine Entziehung von
Energie aus dem Schwingungskreise stattfindet. Trotz dieser Energie-
entziehung ist indessen eine scharfe Resonanzerscheinung zwischen
der Kapazität des Audions und der Induktanz der Anode zu erwarten,
und es stellt sich heraus, daß eine solche beim Empfang von Signalen
tatsächlich vorhanden ist. Wenn die Anodeninduktanz richtig auf die
Resonanzfrequenz eingestellt ist, wird Energie frei aus dem Anoden-
kreise. auf deu Gitterkreis übertragen, und es entstehen ın letzterem
Schwingungen, die in üblicher Weise gleichgerichtet werden.

In. Fig. 10.ist eine Kurve dargestellt, welche den allgemeinen Zu-
sammenhang zwischen Signalstärke und Wert der Anodeninduktanz
veranschaulicht; bei ihrer Aufnahme wurden die aus Fig. 9 ersicht-

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 249

lichen Schwingungskreise benutzt. Da die Kapazität des Audions
das hauptsächliche Hilfsmittel für die Übertragung der Energie aus
dem Anodenkreise auf den Gitterkreis bildet, erhält man die besten
Ergebnisse, wenn der Kondensator C sehr klein ist. Wegen der sehr
kleinen Kapazität des Audions tritt die Wirksamkeit dieses Abstim-

Fig. 12.

mungsverfahrens bei den höheren Schwingungszahlen stärker hervor;
man erhält aber bei Verwendung eines Nebenschlußkondensators parallel
zur Induktanz des Anodenkreises eine sehr gute Verstärkung bei Fre-
quenzen von nur 30000 (Wellenlänge 10000 m). Die besten Ergeb-
nisse erhält man indessen mit einer Koppelungsanordnung und einer

WPA C;
L;

I „

oO-

IOUHN

Fig. 13.

Abstimmung des Anodenkreises, wie sie in Fig. 11 veranschaulicht

werden. Man kann auch andere Koppelungsarten zwischen Gitter-

kreis und Anodenkreis anwenden; die Figg. 12 und 13 zeigen eine,

elektrostatische und eine direkte magnetische Koppelung. Die in

Fig. 13 dargestellte Anordnung arbeitet, in derselben Weise wie das

System: mit der Koppelung zwischen den beiden Spulen; die in Fig. 12
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 17

250 Edwin H. Armstrong.

dargestellte elektrostatische Koppelung aber arbeitet auf eigene Weise.
Bei dieser Sehaltung muß man den Anodenkreis für den Gleichstrom der
Batterie vervollständigen, und das geschieht durch Kurzschließen des
Koppelungskondeusators C, durch eine Spule mit hoher Selbstinduktion.
Der Gleichstrom des Anodenkreises fließt durch diese Spule, und C,
liefert einen Umgehungsweg von geringer Impedanz zu dieser Spule
für die Radiofrequenzschwingungen des Gitterkreises und des Anoden-
kreises. Erhält das Gitter eine positive Ladung, so ist die Folge eine
Zunahme der Stromstärke im Anodenkreise; dabei lädt die Wechsel-
stromkomponente des Anodenkreisstromes den Kondensator C,, und
die Summe der durch C, und L, fließenden Ströme ist gleich dem
durch das Audion fließenden Strome. Wird dem Gitter eine negative
Ladung erteilt, so wird die Stromstärke im Audion vermindert und
die Induktanz L, durch den zu ihr parallel gelegten Kondensator ent-
laden und lädt diesen in entgegengesetztem Sinne wie bei Erhöhung
der Stromstärke des Anodenstromes. In beiden Fällen entlädt sich
dann C, durch den Gitterkreis und verstärkt die Schwingungen in

diesem.
NO 00800 D0
Lı
C
1 EMS, IE
2 AB u 14
M: 7
= SL En,

Fig. 14.

Verstärkung der Audionfrequenz.

Man kann mit jedem dieser Systeme ein System von Audionfrequenz-
kreisen verbinden, welches den Telephonkreis in genau derselben Weise
verstärkt, in der die Radiofrequenzschwingungen verstärkt werden.
Ein solches System zeigt Fig. 14. Hier stellt M, die Koppelung für
die Radiofrequenzen dar, und die Spulen haben eine verhältnismäßig

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 251

kleine Selbstinduktion. M, ist die Koppelung für die Audionfrequenzen,
und der Umformer besteht aus Spulen mit einer Selbstinduktion von
der Größenordnung eines Henry oder darüber. Die Kondensatoren
C und C, haben den doppelten Zweck, M, auf die Audionfrequenz
abzustimmen und die Radiofrequenzen hindurchzulassen. Die ge-
samte mit dieser Kombination erreichte Verstärkung schwacher Signale
ist bei Verwendung der gewöhnlichen Audionbirne eine etwa hundert-
fache. Bei stärkeren Signalen wird die Verstärkung in dem Maße ge-
ringer, als man sich der Grenze für das Ansprechen des Audions nähert.

Das Audion als Generator und Schwebungsempfänger.

Jeder Übertrager, der zugleich ein Energieverstärker ist, kann
benutzt werden, um durch Rückübertragung eines Teiles der Energie
in dem Kreise, der die Batterie enthält, auf den Kontrollkreis konti-
nuierliche Schwingungen zu erzeugen und den letzteren Kreis dauernd
erregt zu erhalten. Sorgt man für eine genügend enge Koppelung
zwischen dem Gitterkreise und dem Anodenkreise, so wird dem Gitter-
kreise genügend Energie zugeführt, um ihn dauernd in Schwingung
zu erhalten, und infolgedessen bestehen in allen Teilen des Systems
Schwingungen ähnlicher Frequenz. Die Frequenz dieser Schwingungen
ist annähernd die des geschlossenen Gitterkreises, wenn der Abstim-
mungskondensator dieses Kreises groß gegenüber der Kapazität des
Audions ist. Wenn diese Kapazität klein ist, wird der Anodenkreis
einen größeren Einfluß auf die Frequenz des Systems haben, und diese
wird sich jener des Gitterkreises nicht so weit nähern. Wenn ein
solches System von Kreisen schwingt, ist es, wie sich ergeben hat,
nicht nur möglich, kontinuierliche Wellen mittels des Schwebungs-
verfahrens zu empfangen, sondern auch, sie sehr erheblich zu ver-
stärken.

Die hierbei mitspielenden Erscheinungen werden am besten unter
Zuhilfenahme der Figg. 15 und 16 verständlich. Diese Figuren zeigen
den Zusammenhang zwischen der Anodenstromstärke und der Zeit zu
Beginn der Schwingung. Wenn das Audion beginnt, als Generator zu
wirken, werden die Gitterschwingungen dauernd gleichgerichtet, um
den Gitterkondensator zu laden, und diese Ladung fließt dauernd
ab, entweder durch das Gitter oder durch einen besonderen hohen
Widerstand, der in Nebenschluß zu dem Kondensator gelegt wird.
In dem Maße, wie sich die negative Ladung auf dem Gitterkondensator
anhäuft, erniedrigt sie den Wert der Gleichstromkomponente des
Anodenstromes und begrenzt daher die Amplitude der Schwingungen

17*

252 u - Edwin- H. Armstrong. -

im -Gitterkreise, bis schließlich ein Punkt erreicht wird, wo das Maß,
in dem dem Gitterkondensator Elektrizität zugeführt wird, gerade
gleich dem Maße ist, in welchem sie abfließt. Wir wollen nun die
Wirkung betrachten, welche eine auftreffende kontinuierliche Welle
auf das System ausübt, deren Frequenz sich wenig von jener der
lokalen Schwingungen unterscheidet. . Die Gegenwart der lokalen
Schwingungen wird die verstärkenden Kräfte des Systems in keiner
Weise stören, und die ankommenden Schwingungen werden sich in

sgg W

+
0

Gitterpotenlial

| _Anodenstromstärke.

Telephonstrom-
tärke,

Fig. 15.

genau derselben Weise aufbauen wie im schwingungsfreien Zustande,
aber wegen der engeren Koppelung zwischen , Gitter und Anode iùn
stärkerem Maße. Gleichzeitig mit der Verstärkung der ankommenden
Wellen entstehen Schwebungen zwischen den. Lokalströmen und den
Sıgnalströmen, und deren Wirkung besteht darin, die Amplitude der
Schwingungen in dem System abwechselnd zu vergrößern und zu
verringern. Aus Fig. 15 wird ersichtlich, daß, wenn dieser stetige
Zustand erreicht wird, eine auf irgendwelche Weise entstandene Ver-
stärkung der Amplitude der Gitterschwingungen die Ladung äuf deni
Gitterkondensator vermehren wird; dadurch wird eine Abnahme des
Mittelwertes des Anodenstromes und infolgedessen eine Abnahme des.

Einige neuere Verbesserungen am: Audionempfänger. 3583

Telephonstromes hervorgebracht. Andererseits wird eine Abnahme
der Amplitude der Schwingungen einem Teil der negativen Ladung
zuf dem Gitter das Abfließen gestatten und dadurch eine Zunahme
der Telephonstromstärke ermöglichen. Wenn sich daher ankommende
und lokale Schwingungen addieren, nimmt die negative Ladung auf
dem Gitterkondensator zu, und die Folge ist eine Abnahme der Tele-
phonstärke. Wenn die beiden Frequenzen einander entgegengesetzt
sind, so fließt ein Teil der Ladung auf dem Gitterkondensator ab, und

mstärke im
ifter kreise .

+
0

Gitterpotential. u
_Anodenstromstärke.

Tagan"

Fig. 16.

es erfolgt eine Zunahme der Telephonstromstärke. Das Ergebnis ist-
die Entstehung eines Wechselstromes in den Telephonen mit einer‘
Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen der lokalen und: der
ankommenden Schwingungen, und dieser Wechselstrom hat die be-
merkenswerte Eigenschaft, nahezu einfach harmorisch zu sein. Fig. 16
veranschaulicht. die Charakteristik dieses Empfangsverfahrens. Die
ganze Erscheinung läßt sich wie folgt zusammenfassen. Die auf-
treffenden Wellen werden in dem System gleichzeitig verstärkt und
zusammengesetzt, so daß Schwebungen mit einer lokalen Schwingung
entstehen, die durch. das Audion dauernd aufrecht erhalten werden.

254 Edwin H. Armstrong.

Die Radiofrequenzschwebungen werden dann durch das Audion gleich-
gerichtet und laden das Gitter und den Gitterkondensator, und diese
Ladung verändert den Elektronenstrom, der seinerseits eine ver-
stärkende Wirkung auf die Stromstärke in den Telephonen ausübt.

Wird der Gitterkondensator fortgelassen, so ändern sich die
Schwebungserscheinungen etwas, und die Audiofrequenzänderung des
Telephonstromes erfolgt entsprechend der asymmetrischen Wirkung,
die ich in einer früheren Veröffentlichung über die Arbeitsweise des
Audion beschrieben habe. Das System ist empfindlicher mit dem
Gitterkondensator; aber man erhält mit jedem der beiden Empfangs-
verfahren dasselbe allgemeine Ergebnis.

Besondere Eigenschaften der Schwingung.

Die Erzeugung von Schwingungen in dem System wird von einigen
sehr interessanten Eigentümlichkeiten in der Arbeitsweise begleitet.
Wir wollen annehmen, das Audion schwinge nicht, und die Koppe-
lung zwischer Gitter und Anode sei ziemlich schwach. Wenn diese
Koppelung verstärkt wird, gibt sich der Punkt, an welchem die Schwin-
gungen einsetzen, durch ein schwaches Knacken im Telephon zu er-
kennen, das von einer geringen Änderung im Charakter der statischen
` Ladung begleitet wird. Die erzeugten Schwingungen haben gewöhn-
lich eine so hohe Frequenz und besitzen eine so konstante Amplitude,
daß sie gänzlich unhörbar sind. Wird die Koppelung noch weiter ver-
stärkt, so hört man im Telephon einen rauhen Ton, dessen Höhe mit
zunehmender Koppelung sinkt. Dieser Ton entsteht durch den Zer-
fall der Schwingungen in Gruppen, und er tritt auf, so oft dem Gitter-
kondensator Elektrizität schneller zugeführt wird, als sie abfließen
kann. Die Folge davon ist, daß das Gitter periodisch auf ein negatives
Potential geladen wird, das genügt, um den Anodenstrom ganz zu
unterbrechen, und dadurch die örtlichen Schwingungen zum Stillstand
zu bringen, bis die Gitterladung abfließt und der Anodenstrom sich
wieder einstellt. Die Frequenz dieser Unterbrechung hängt stark von
der Kapazität des Gitterkondensators, dem Widerstande seiner Ab-
flußbahn und der Amplitude der lokalen Schwingungen ab. Sie läßt
sich von mehreren hundert Schwingungen in der Sekunde bis hinab
zu einer in der Sekunde oder noch weniger verändern. Dieser Effekt
ist beim Empfang von Signalen zuweilen störend, besonders bei Röhren
mit hohem Vakuum. Er läßt sich indessen dadurch beseitigen, daß
man das Abfließen der Ladung des Gitterkondensators durch einen
NebenschlußB von hohem Widerstande verstärkt. Die beste Koppe-

Einige neuere Verbesserungen am. Audionempfänger. 255

lung für den Empfang kontinuierlicher Wellen liegt etwa zwischen
dem Punkte, bei welchem die Schwingungen einsetzen, und dem
Punkte, an welchem die Unterbreching beginnt, und läßt sich nur
durch Probieren ermitteln. In diesem Bereiche wirkt zuweilen das
Auftreten eines sanften musikalischen Tones in den Telephonen störend.
Dieser Ton tritt unter gewissen kritischen Bedingungen für die Koppe-
lung mit der Antenne auf, wenn der Gitterkreis mit zwei Freiheits-
graden schwingt. Man erregt deshalb zwei wenig voneinander ver-
schiedene Frequenzen, und diese erzeugen Schwebungen, die durch
das Audion in üblicher Weise gleichgerichtet werden. Dieser Effekt
ist durchaus kritisch, und wenn er zur Interferenz mit Signalen führt,
wird eine geringe Neueinstellung ihn für gewöhnlich zum Verschwinden

E ea C
io L
o £
1 p=
c MEA

“m

bringen. Er läßt sich indessen RE stetig gestalten und nach
Belieben wiederholen, und zwar mittels des in Fig. 17 angestellten
Systems, in welchem zwei Gitterkreise mit verschiedenen Perioden
vorgesehen sind. Es entstehen infolgedessen zwei verschiedene Fre-
quenzen, nämlich die des Kreises LCL, und die andere des Kreises
L’C'L,C. Durch diese Anordnung kann mit Erfolg der gewöhnliche
Summer ersetzt werden, wenn es gilt, Gruppen von Schwingungen
zu erzeugen. Die vorstehenden Erklärungen gelten:;für das
Audion nur dann, wenn es als Elektronenrelais benutzt
wird.!) Wenn in der Röhre eine merkliche Menge Gas in
ionisiertem Zustande enthalten ist, treten Störungen von
gänzlich anderem Charakter auf.

1) Electrical World, 2. Dezember 1914; ferner Diskussion zwischen
Reiss und de Forest über den Unterschied zwischen"Elektronenrelais und
Gasrelais in London Electrician (6. Februar 1914, S. 726; 13. März 1914,
S. 956; 12. Juni 1914, S. 402; 3. Juli 1914, S. 538; 31. Juli 1914 S. 702).

256 > ži Edwin H. Armstrong.

Abstimmung der Audionfrequenz.

Einer der sehr bedeutendan Vorzüge des Empfängers beim Ge-
brauch für kontinuierliche Wellen besteht darin, daß der in den Tele-
phonen erzeugte Wechselstrom nahezu eine reine Sinuswelle ist. Nur
wenn die Audionfrequenz einfach harmonisch ist, kann man durch Ab-
stimmung des Telephonkreises Selektivität erreichen. Eine verzerrte
: Welle, wie sie von Funkensigralen hervorgebracht wird, besitzt viele
Oberschwingungen, und da der abgestimmte Telephonkreis jede von
diesen herausfischen kann, so besteht wenig Aussicht, durch Audio-
frequenzabstimmung zwei Funkensignale voneinander zu trennen. Bei
kontinuierlichen Wellen indessen macht das Verfahren des Empfanges

durch Schwebungen es möglich, durch Audiofrequenzabstimmung
Selektivität zu erhalten; dabei ist die Resonanz vollauf so scharf wie
in den Radiofrequenzkreisen. In den Figg. 18 und 19 sind zwei Ver-
fahren der Audionfrequenzabstimmung dargestellt. In Fig. 18 ist das
Telephon induktiv mit dem Anodenkreise des Audions verbunden, und
zwar durch einen Umformer, dessen Sekundäre außer dem Telephon
einen Abstimmungskondensator enthält. Bei dieser Schaltung liegt
das Telephon, das einen Widerstand von vielen tausend Ohm hat,
unmittelbar in dem abgestimmten Audiofrequenzkreise, und infolge-
dessen muß man zum Zwecke einer guten Abstimmung die Selbst-
induktion der Spule L, äußerst groß machen, um das erforderliche
Verhältnis zwischen der Reaktanz von L, und dem Widerstande des
Kreises zu gewährleisten. Dieser Nachteil ist in dem in Fig. 19 ab-
gebildeten System beseitigt, und zwar durch Entfernung der Tele-

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 257

phone aus dem Audionfrequenzkreis und durch Verwendung des letz-
teren zur Betätigung eines zweiten Audions. Man kann dann die Tele-
phone in den Anodenkreis dieses zweiten Audions legen, ohne dadurch
die Dämpfung des Kreises merklich zu erhöhen. Man kann daher bei
vernünftigen Werten der Selbstinduktion die Abstimmung des Kreises
L,C, einfach dadurch sehr scharf gestalten, daß man den Widerstand
niedrig hält. In diesem Falle erhält man eine beträchtliche Verstärkung
durch die Anwendung der Resonanz in dem Umformer M, zur Er-
höhung der an das Gitter des zweiten Audions angelegten Spannung.
Der große Vorteil dieser Art der Abstimmung erhellt aus folgendem
Beispiel. Wir wollen annehmen, das ankommende Signal habe eine

Fig. 19.

Frequenz von 50000 Perioden, und die lokale Schwingung eine solche
von 49000. Die Differenzfrequenz beträgt 1000, und dementsprechend
wird die Audionfrequenz abgestimmt. Eine interferierende Welle, die
um 1°), kürzer ist als die Signalwelle, also 49500 Perioden hat, wird
eine Audionfrequenz von 500 Perioden in der Sekunde erzeugen, und
diese wird in dem Anodenkreise des zweiten Audions keineswegs auf-
treten, es sei denn, daß sie vielfach stärker wäre als das Signal mit
seinen 1000 Perioden. Diese Verbindung der Radiofrequenzabstim-
mung mit der Audionfrequenzabstimmung ist gegenwärtig für den
Gebrauch zu scharf, selbst dann, wenn die Sendestation mit einem
Wechselstromerzeuger ausgerüstet ist; die geringen Schwankungen ın
der Frequenz der ausgestrahlten Wellen rufen nämlich Änderungen

258 ‚ Edwin H. Armstrong.

in der Schwebungszahl des Empfängers hervor, durch welche dieser
für den scharf abgestimmten Audionfrequenzkreis unerreichbar wird.
Ein Nachteil dieses Abstimmungsverfahrens besteht darin, daß atmo-
sphärische Störungen durch Stoßerregung des Audionfrequenzsystems
einen musikalischen Ton hervorrufen. Sehr lockere Koppelung mit
dem Anodenkreise des ersten Audions schafft hier teilweise Abhilfe.
Es gibt indessen Fälle, wo die Interferenz störender ist als statische
Ladungen, und in solchen Fällen kann man das Verfahren mit großem
Vorteil anwenden. Nach Belieben kann man sowohl Radiofrequenz-
abstimmung als auch Audionfrequenzabstimmung in demselben Audion
ausführen, wie dies Fig. 14 angibt. Diese Kombination kann zuweilen
im Betrieb sehr lästig werden, weil man sowohl im Audionfrequenz-
system als auch im Radiofrequenzsystem eine kumulative Verstärkung
erhält.

Kaskadensysteme.

Wo größere Verstärkung erforderlich ist, als sich mit einem
Audion erreichen läßt, kann man seine Zuflucht zum Kaskadenbetrieb
mit Radiofrequenzsystemen nehmen, indem man zwei oder mehrere
Audionsysteme miteinander koppelt, von denen jedes in der durch
Fig. 19 veranschaulichten Weise geschaltet ist. Die auf das erste
Audionsystem auffallenden Wellen werden in üblicher Weise verstärkt
und erregen durch die Koppelung M, Schwingungen im zweiten System.
Die in diesem zweiten System ursprünglich erregten Schwingungen
werden wiederum verstärkt und dann im zweiten Audion gleich-
gerichtet, so daß sie ein hörbares Ansprechen der Telephone hervor-
rufen. Für den Empfang von Funkensignalen ist eine erhebliche Ein-
stellung erforderlich, wenn man die besten Ergebnisse erhalten will,
ohne zu veranlassen, daß eines oder das andere der Systeme Schwin-
gungen erzeugt. Man wird finden, daß, nachdem der erste Schwingungs-
kreis auf den Schwingungspunkt eingestellt ist, und der zweite mit
ihm gekoppelt worden ist, die Stärke der Signale im ersten System
vermindert wird, weil ihm seitens des zweiten Systems Energie ent-
zogen wird. Man kann dann die Stärke der Signale dadurch wieder
heben, daß man die Koppelung zwischen Gitterkreis und Anodenkreis
des ersten Audions verengt, bis das Auftreten der lokalen Schwingungen
anzeigt, daß die Grenze der Verstärkung erreicht worden ist. Durch
sorgfältige Einstellung kann man mit zwei Stufen eine etwa tausend-
fache Verstärkung und eine sehr scharfe Abstimmung erreichen.

Für den Empfang kontinuierlicher Wellen gibt es mehrere Me-

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 259

thoden zum Betrieb von Kaskadensystemen. Man kann eines der
beiden Systeme Schwingungen erzeugen lassen, wobei dann das andere
System einfach als Verstärker wirkt; oder man kann beide Systeme
synchron erzeugen lassen. Im allgemeinen wird man finden, daß, wenn
beide Systeme Schwingungen. erzeugen, Schwebungen entstehen, so
daß man in den Telephonen einen kontinuierlichen Ton hört. Wenn
man aber die Frequenz eines der Systeme einstellt, wird die Höhe
dieses Tones sinken, wenn die beiden Systeme sich dem Synchronis-
mus nähern, bis schließlich bei hundert bis zweihundert Schwebungen
in der Sekunde die beiden Systeme in Tritt kommen, etwa so, wie
zwei Wechselstrommaschinen. Die Fähigkeit der beiden Systeme, in
Tritt zu bleiben, hängt hauptsächlich: von dem Werte der Koppelung

Fig. 20.

zwischen ihnen ab, und je enger diese ist, um so besser halten sie
miteinander Tritt. Es gibt noch eire andere Möglichkeit, diese Kom-
bination zu betreiben, und zwar asynchron. In diesem Falle entstehen
in dem System dauernd Schwebungen, so daß man im Telephon einen
kontinuierlichen Ton hört, Man kann aber die Schwingungskreise
so einstellen, daß der Ton nicht laut genug ist, um zu stören, oder
man kann ihn in der oben beschriebenen Weise durch Abstimmung
beseitigen. Auftreffende Schwingungen werden im System mit diesen
Schwebungen vereinigt, so daß sie also mit den bereits vorhandenen
Schwebungen neue erzeugen, und man hört dann einen ziemlich sonder-
baren Ton. Mit diesem Verfahren erzielt man eine sehr gute Ver-
stärkung, wenngleich natürlich der Betrieb des Systems umständlich ist.

Es mag hier bemerkt werden, daß in allen Fällen, in denen ein
Signal zu schwach ist, um mit einem Audionsystem aufgenommen
zu werden, und ein Kaskadenbetrieb notwendig wird, es stets prak-

260 5 . -Edwin H. Armstrong.

tischer ist, die Kaskadenkreise für die Radiofrequenzen zu benutzen,
selbst dann, wenn man in den einzelnen Audionsystemen die Regene-
rativkreise nicht anwendet. Die Frequenz der durch statische Ladung
in den Kreisen erregten Schwingungen ist unter normalen Verhältnissen
dieselbe: wie die des auftreffenden Signals, und die statische Ladung
wird daher niemals mehr verstärkt als das Signal. Für gewöhnlich
wird es etwas weniger verstärkt, zumal, wenn man Regenerativkreise
anwendet. In den für Audionfrequenzen benutzten Kaskadensystemen
liegt die’ Sache anders. Gewöhnlich verbindet man die einzelnen Stufen
miteinander durch Umformer, und dies führt zu Bedingungen, infolge
derer das System die höheren Frequenzen mehr verstärkt. Die Ände-
rungsgeschwindigkeit der Stromstärke im Detektoraudion infolge

a
„$

t
i

Cs a

100000 ae ©
LS | a
G i E-

$ Q

de @ = aM A

Fig. 21.

statischer. Ladung entspricht einer sehr hohen Frequenz und wird
infolgedessen ausnahmslos mehr verstärkt als das Signal.

Es gibt noch eine zweite Methode, kontinuierliche Schwingungen
zu empfangen, bei welcher man von der Generatoreigenschaft des
Audions Gebrauch macht, aber nicht die Schwebungserscheinungen
benutzt. Das Verstärkungsverhältnis des Audions hängt mehr oder
minder unmittelbar vom Werte der Anodenstromstärke ab, und wenn
man diese Stromstärke periodisch ändert, erhält man eine entsprechend
periodische Änderung des Verstärkungsvermögens des Audions. Mithin
wird ein Audion, das so eingestellt ist, daß es eine kontinuierliche
Welle übermittelt, unter solchen Verhältnissen in seinem Anodenstrom
Schwingungen hervorbringen, deren Amplitude sich periodisch ändert,
und die man daher mit einem einfachen Audionsystem empfangen
kann. Man kann das erste. Audion, um die nötige Änderung seines
Verstärkungsvermögens zu erreichen, so anordnen, wie es in Fig: 21

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 261

angedeutet ist; diese Figur zeigt auch die vollständigen Schwingungs-
Kreise für die Ausführung dieses Empfangsverfahrens. Hier ist C,L,L,C,
ein Audionfrequenzsystem zur Erzeugung von Audionfrequenzschwin-
gungen, und P ist ein. Potentiometer, mit dessen Hilfe man das Poten-
tial des Gitters so einstellen kann, daß im negativen Teile der. Schwin-
gung im Anodenkreise die Stärke des Anodenstromes praktisch Null
wird. Der Radiofrequenzkreis C’LCC, ist auf die Schwingungsfrequenz
der ankommenden Welle abgestimmt. Die Radiofrequenzschwingungen
lassen sich in dem ersten Audionsystem nicht wahrnehmen; denn
der in diesem System fließende starke Audionfrequenzstrom würde
in den Telephonhörern einen kontinuierlichen‘ Ton von solcher Stärke
hervorbringen, daß, von sehr starken Signalen abgesehen, nichts zu
hören sein würde. Trifft man die Anordnung so, daß die Schwingungen
in einem zweiten Audionsystem nachgewiesen werden, das mit dem

Ankornrnende UM
Sıqnale

niak ~ MiM MMN MMS FE

rom inlc, Arm

Fig. 22.

Flügelkreise des ersten gekoppelt ist, so vermeidet man derartige Stö-
rungen, weil der Schwingungskreis L,C, eine sehr hohe Impedanz für
die Audionfrequenzströme hat und die durch die magnetische Koppe-
lung von Lg und L, erzeugte Wirkung auf das zweite System ver-
nachlässigt werden kanp. Hingegen ist der Kapazitätsstrom ‘zwischen
diesen beiden Spulen durch die Telephone zur Erde merklich; und um
ihn zu vermeiden, ist es ratsam, ihre beiden einander zugekehrten
Enden in der angedeuteten Weise zu erden. Die Wirkungsweise des
Systems läßt sich folgendermaßen zusammenfassen. Das erste Audion-
system verändert die Amplitude der ankommenden Radiofrequenz-
wellen mit Audionfrequenz, und das zweite Audionsystem verstärkt
die ihr von dem ersten System gelieferten Radiofrequenzschwingungen
und weist sie nach. Schematisch ist der Verlauf der auftretenden
Vorgänge in Fig. 22 dargestellt. Das System spricht ungefähr ebenso
gut an, wie man dies mit einem einzigen Audion erreichen kann, wenn
man nach dem Empfanrgsverfahren mit Schwebungen arbeitet. Die
Vorteile, die sich aus dem Heterodynverfahren der Verstärkung und

262 | Edwin H. Armstrong.

aus der Abhängigkeit des Audionfrequenztones in den Empfängern
von der Wellenlänge ergeben, fehlen hier natürlich; aber für den Emp-
fang solcher Wellen, deren Frequenz höher ist als jene, bei welcher
ein Empfang mittels Schwebungen tunlich ist, ist dieses Verfahren
wertvoll.

Wirkungen atmosphärischer Störungen.

Eine sehr interessante Eigenschaft dieser Empfangssysteme ist
ihr Verhalten bei heftigen atmosphärischen Störungen, zumal bei
Verwendung zum Empfange kontinuierlicher Wellen. Unter solchen
Verhältnissen beruht ihr Erfolg darauf, daß sie mit der ihnen inne-
wohnenden Eigenschaft, auf eine ungedämpfte Welle leichter anzu-
sprechen als auf eine stark gedämpfte, die charakteristischen Eigen-
schaften der beiden wirksamsten Hilfsmittel zur Beseitigung statischer
Störungen verbinden, die wir kennen: des ausbalancierten Ventils
und des Heterodynempfängers. Die Wirkungsweise des ausbalancierten
Ventils ist eine physiologische. denn es liefert einfach ein Mittel, das
Ohr vor dem lauten Knacken zu schützen, das zeitweise seine Emp-
findlichkeit für die verhältnismäßig schwachen Signale beeinträchtigt.
Es begrenzt geradezu das Geräusch, das durch eine Störung im Telephon
hervorgerufen werden kann, unabhängig von der Amplitude dieser
Störung. Die Wirkung der statischen Störung auf ein Audion besteht nun
darin, eine negative Ladung auf dem Gitter hervorzurufen, welche
die Anodenstromstärke vermindert, und die Grenze für die Möglich-
keit des Ansprechens der Telephone wird dann erreicht, wenn der
Anodenstrom auf Null gesunken ist. Unter gewöhnlichen Verhältnissen
ist dieser Grenzwert zu groß, um viel nützen zu können; wenn aber
das Audion als Generator arbeitet, ist es möglich, durch geeignete
Einstellung der Amplitude der lokalen Schwingungen die Anoden-
stromstärke bis zu einem Punkte zu vermindern, der eben oberhalb
des unteren Krümmungspunktes der Betriebscharakteristik liegt, so
daß das Audion für eine weitere Zunahme der negativen Ladung auf
dem Gitter unempfindlich gemacht wird. Die Störungen, welche
ernstlich interferieren, haben eine viel größere Amplitude als die lokale
Frequenz, so daß keine merkliche Wechselwirkung zwischen beiden
stattfindet, und die Anodenstromstärke nimmt unveränderlich ab. Da
die Abnahme der Anodenstromstärke nicht proportional der Änderung
des Gitterpotentials ist, werden das Ansprechen des Telephons und
die Wirkung auf das Ohr des Telegraphisten entsprechend herab-
gesetzt. Statische Störungen von kleinerer Amplitude als die lokalen

- AM

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 268

Schwingungen können mit diesen in Wechselwirkung treten und ent-
weder eine Zunahme oder eire Abnahme der Amplitude der Schwin-
gungen im Gitterkreise erzeugen und daher entweder eine Abnahme
oder eine Zunahme der Anodenstromstärke verursachen. Die Anoden-
stromstärke kann natürlich bis zu einem verhältnismäßig hohen Werte
anwachsen; da aber die Anodenstromstärke unmöglich rascher wachsen
kann als die Ladung auf dem Gitterkondensator abzufließen vermag,
so muß sie notgedrungen langsam wachsen. Das Ansprechen der
Telephone ist daher nicht so störend, wie es sein würde, wenn es durch
eine Abnahme von gleichem Betrage verursacht würde, bei der die
Stromstärke sich für gewöhnlich rasch ändert.

Wenn man das System ohne weitere Ableitung am Gitterkonden-
sator betreibt, verursacht eine heftige statische Störung häufig eine
eigentümliche Lähmung des Audions; man hört danr nämlich während
ziemlich langer Zeit keinerlei Ton in den Telephonen. Wenn der
Apparat nicht berührt wird, kann die Lähmung viele Minuten lang
anhalten und dann plötzlich verschwinden und der früheren Empfind-
lichkeit Platz machen. Der Effekt wird primär durch die Ladung
des Gitterkondensators auf ein Potential hervorgerufen, das groß
genug ist, um die Elektronenströmung zur Anode hin vollständig
zu unterbrechen und dadurch die Anodenstromstärke auf Null herab-
zusetzen. Nun erfolgt der Abfluß der negativen Ladung auf dem
Gitterkondensator hauptsächlich durch Vermittelung der positiven
Ionen in der Röhre, die zur Berührung mit dem Gitter angezogen
werden, wenn dieses negativ geladen wird. Diese positiven Ionen
sind die Folge einer Stoßionisierung, und wenn die Spannung der
Batterie im Anodenkreise richtig eingestellt ist, können sie nur in dem
Gebiet zwischen Gitter und Anode erzeugt werden, da die Geschwindig-
keit, welche die Elektronen zwischen Faden und Gitter erreichen,
sehr niedrig ist. Wenn das Gitter auf hohes negatives Potential ge-
laden ist, hält es alle Elektronen zwischen Gitter und Faden fest und
sperrt sie dadurch von dem Gebiete zwischen Gitter und Anode ab.
Folglich muß die Bildung positiver Ionen aufhören, und damit ver-
schwindet das gewöhnliche Mittel zur Beseitigung der negativen Ladung
von dem Gitter. Der Widerstand des Abflußweges vom Gitterkonden-
sator muß dann fast unendlich groß sein; das geht aus der sehr langen
Zeit hervor, die die Ladung braucht, um von eirem Kondensator mit
einer Kapazität von annähernd 0,0001 Mikrofarad abzufließen. Der
Effekt ist natürlich um so ausgeprägter, je höher das Vakuum ist,
weil die Anzahl der vorhandenen positiven Ionen entsprechend kleiner

264 eo; Edwin H. Armstrong.

wird. Ein: parallel zum Gitterkondensator gelegter Widerstand von
mehreren hunderttausend Ohm liefert eine Ableitung, die vom Werte
der Anodenstromstärke unabhängig ist und derartige Störungen wirk-
sam beseitigt.. Bei den sehr hohen Entluftungsgraden, die man heut-
zutage mit Hilfe der Molekularpumpe erreichen kann, sind praktisch
keine positiven Ionen vorhanden, so daß die Hilfsableitung immer
erforderlich ist. Unter diesen Verhältnissen verhindert sie nicht nur
die Lähmung durch statische Störungen, sondern sie entfernt auch
die überschüssige Ladung von dem Gitterkondensator, die sich auf
ihm ansammelt, und erhöht dadurch die Empfindlichkeit des Audions
und die Schärfe der Signale in den Telephonen. Es ist überraschend,
zu welch hohen Potentialen der Gitterkondensator durch die statische
Störung geladen werden kann, wenn er richt mit einer Hilfsableitung
versehen ist. Diese Potentiale lassen sich auf eine sehr einfache und
sehr genaue Weise messen, die hier beschrieben werden soll. Wenn
man, nachdem eine Störung den Anodenstrom unterbrochen hat, die
Kapazität des Gitterstromes dauernd erhöht, nimmt die Spannung
an ihm und damit das Potential des Gitters gegen den Faden umgekehrt
proportional zur Kapazität ab. Schließlich wird ein Punkt erreicht
werden, wo das Gitterpotential niedrig genug wird, um das Fließen
des Anodenstromes zu gestatten. Wenn dies eintritt, so istes ein Zeichen
dafür, daß das Potential des Gitterkondensators ein wenig niedriger
ist als das, welches die Betriebscharakteristik als erforderlich angibt,
um die Anodenstromstärke auf Null zu erniedrigen. Das Potential, auf
das der Gitterkondensator ursprünglich geladen gewesen war, ist
gleich dem Produkte aus diesem Potential und dem Verhältnis zwischen
der Kapazität des Kondensators, bei welcher der Anodenstrom zu
fließen begann, und der ursprünglichen Kapazität. Das Gitter erreicht
nicht selten Potentiale von mehr als hundert Volt; da nun ein Volt
ein sehr starkes Signal darstellt, so treten die Schwierigkeiten des
statischen Problems sehr überzeugend zutage.

Der Umstand, daß eine statische Störung von großer Amplitude
fast ausnahmslos eine Abnahme der Anodenstromstärke verursacht,
während ein Signal (bei Empfang mittels Schwebungen) abwechselnd
eine Zunahme und eine Abnahme der Anodenstromstärke hervorbringt,
müßte sich nutzbar machen lassen. Man kann die Schwingungs-
kreise so anordnen, daß sie den Anodenstrom in solcher Weise gleich-
richten, daß nur die Steigerungen dieser Stromstärke zur Erzeugung
eines Ansprechens der Telephone verfügbar werden; wenn man aber
dieses Verfahren ausführt, so beobachtet man Störungen durch eine

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 265

Nullpunktswanderung. Ein besseres Verfahren, die Differenz für das
Ansprechen nutzbar zu machen, ıst folgendes. Wir wollen annehmen,
wir ordneten zwei vollständige Empfangssysteme so an, daß sie in
Tritt miteinander schwingen, aber zum Luftleiter so liegen, daß die
Schwebungsströme in den beiden Systemen um 180° gegeneinander
verschoben sind. Das Ergebnis wird sein, daß das auftreffende Signal,
in dem Augenblick, wo es eine Zunahme der Stromstärke in den Tele-
phonen des einen Empfängers hervorruft, eine Abnahme der Strom-
stärke in den Telephonen des anderen Empfängers bewirkt, so daß
die beiden Telephonströme um 180° gegeneinander in Phase ver-
schoben sind. Statische Störungen von großer Amplitude treten nicht
mit den lokalen Frequenzen in Wechselwirkung und erzeugen gleich-
zeitig in beiden Empfängern eine Abnahme der Telephonstromstärke.
Diese beiden Ströme stehen daher miteinander in Phasen. Ersetzt
man jedes der beiden Telephone durch die Primäre eines Umformers,
und verbindet man die beiden Sekundären in passender Weise mit
einem Telephon, so kann man die statische Störung ausbalancieren
und zugleich ein additives Ansprechen auf die Signale in jedem der
beiden Empfänger erreichen.

Fig. 23 zeigt eine Anordnung, mit deren Hilfe man dieses Ver-
fahrer zur Ausführung bringen kann. Hier werden zwei schwingende
Empfangssysteme durch die Schwingungskreise L,C}, Cy L; mit
einander in Tritt gehalten. L,C, und L,’C,’ sind untereinander iden
tisch, und jeder von ihnen ist einzeln auf die zu empfangende Fre-
quenz abgestimmt. Wena beide Audions miteinander in Tritt schwingen,
wird der Strom in diesen Schwirgungskreisen abwechselnd auf der
einen Seite aufwärts fließen und auf der anderen Seite abwärts, wie
es die Pfeile in Fig. 23 angeben. Der Punkt zwischen den Konden-
satoren C} und C,’ wird ein Knotenpunkt sein, und man kann den
Luftleiter an diesen Punkt anlegen, ohne die Verhältnisse merklich
zu stören, wenn man einen Widerstand R in den Luftleiter so ein-
schaltet, wie in der Figur angedeutet. Dieser Widerstand braucht.
nicht so groß zu sein, daß er die Signalstärke ernstlich beeinflußt;
er braucht nur groß gegen den Widerstand des Kreises L Cir Lr
zu sein, und dieser Kreis hat einen sehr niedrigen Widerstand.

Ankommende Schwingungen gehen durch den geteilten Schwin-
gungskreis in der Weise hindurch, wie es in der Figur angegeben ist,
und sind daher mit den lokalen Schwingungen des einen Empfängers
in Phase und gegen die lokalen Schwingungen des anderen Kreises
um 180° verschoben. Dadurch entsteht: das gewünschte Ergebnis in

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 18

266 . Edwin H. Armstrong.

den durch die Umformer des Kreises T tließenden Strömen, die in
der bereits geschilderten Weise wirken.

In der Praxis stellt sich heraus, daß die Schwingungen, die von
den ankommenden Signalen in jedem der beiden Systeme erregt werden,
einander in dem Kreise L,C,C,'L, zu neutralisieren streben. Diese
Wirkung vermeidet man durch Einschalten einer Differentialkoppe-
lung in die Anodenkreise, die so angeordnet wird, daß sie die Koppe-
lung zwischen den beiden Gitterkreisen neutralisiert. Das ist deshalb
möglich, weil dadurch die Koppelung keines der beiden Empfänger

mit dem Luftleiter beeinflußt wird, und weil es den lokalen Betrieb
erst dann stört, wenn die effektive Koppelung zwischen den beiden
Systemen bis auf einen Punkt erniedrigt wird, unterhalb dessen sie
nicht mehr miteinander in Tritt bleiben. Es gibt noch andere Möglich-
keiten, dasselbe Ergebnis zu erzielen; aber das hier gezeigte System
veranschaulicht das allgemeine Verfahren bei der Ausführung dieser
Ausbalancierungsmethode.

Vielleicht sind die praktischen Ergebnisse von Interesse, die man
mit diesen Empfängern erhalten kann. Gegenwärtig hört man an
der Universität Columbia die Signale von allen Großstationen von
Eilvese bis Honolulu bei Tag und bei Nacht mit einem einzigen Audion.

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 267

Kaskadensysteme liefern entsprechend bessere Ergebnisse, und zwar
genügen zwei Stufen, um die Signale von Honolulu nachts durch den
ganzen Arbeitsraum hörbar zu machen. Eine Störung der von Nauen
kommenden Signale durch die Bogenstation in Newcastle (Neubraun-
. schweig, Kanada) läßt sich sehr leicht mittels eines Abstimmungs-
kreises für Audionfrequenz ausmerzen, und diese Störung ist die ernst-
lichste, mit der wir es bis jetzt zu tun gehabt haben, da sich die beiden
Frequenzen zuweilen um weniger als 1°/, voneinander unterscheiden,
und die Bogensignale die bei weitem stärkeren sind.

Diese Empfänger sind im Hartley Research Laboratory der
Universität Columbia ausgebildet worden. Sie stellen hauptsächlich
das Ergebnis einer richtigen Auffassung und Deutung der Vorgänge
dar, die der Wirkung des Audions zugrunde liegen, nämlich der Kurve,
die den Zusammenhang zwischen Gitterpotential und Anodenstromstärke
wiedergibt. Zum Schlusse möchte ich betonen, daß keiaes der Ver-
fahren zur Erzeugung einer Verstärkung oder einer Schwingung auf
einer kritischen Gaswirkung beruht; sie beruhen einzig und allein
auf der Relaiswirkung der benutzten Röhre (Elektronen- oder Gas-
relais) und auf der passenden Anordnung der diese bestimmenden

Schwingungskreise.

Zusammenfassung.

Es wird die Wirkungsweise des Audions als Detektor und ein-
facher Verstärker erklärt, und zwar nach der Methode der Bestätigung
der Theorie durch Oszillogramme. Zur Verstärkung der Schwingungen
im Gitterkreise werden zwei Verfahren angewandt: erstens das Ver-
fahren, den Gitterkreis mit dem Anodenkreise zu koppeln und letzteren
so anzuordnen, daß er Radiofrequenzströme frei eintreten läßt; zweitens
das Verfahren, im Anodenkreise eine große Selbstinduktion anzuwenden
und diesen Kreis dadurch auf die ankommende Frequenz abzustimmen
(im Verein mit der Kapazität zwischen Faden und Anode im Audion
selbst). Beide Verfahren können zusammen angewandt werden. Es
werden verschiedene Wege gezeigt, Gitterkreis und Anodenkreis mit-
einander zu koppeln. Es werden Verfahren zur vereinten Audionfrequenz-
und Radiofrequenzverstärkung gezeigt.

Das Audion, das ein Generator für Wechselstrom jeder beliebigen
Frequenz ist, läßt sich als Schwebungsempfänger benutzen. Ein stetiger
Audiongenerator für regelmäßige Gruppen von Radiofrequenzschwin-
gungen wird beschrieben. Es sind verschiedene Verfahren der Audion-
frequenzabstimmung möglich, welche ein hohes Selektionsvermögen

18*

268 Edwin H. Armstrong.

gestatten. Bei Verwendung zweier Audions in Kaskadenschaltung
kann man Verstärkung bis auf das Tausendfache erreichen. Man kann
die Kaskadensysteme so anordnen, daß beide Audions entweder syn-
chron oder nicht synchron arbeiten.

Als Gegenstück zum Schwebungsempfang ungedämpfter Wellen
wird eine Anordnung auseinandergesetzt, bei welcher das Verstärkungs-
verhältnis eines Übertragungsaudions sich periodisch mit Audion-
frequenz ändert. Mit diesem System wird ein einfacher Audiondetektor
gekoppelt. Auf diese Weise erhält man musikalische Signale von be-
liebiger Tonhöhe.

Es ergibt sich, daß statische Störungen großer Amplitude fast
immer den Flügelstrom schwächen, während ein Signal (bei Schwebungs-
empfang) ihn abwechselnd verstärkt und schwächt. Es wird ein
System von Schwingungskreisen beschrieben, in welchem dieser Um-
stand nutzbar gemacht wird, um die statische Störung auszubalancieren,
dabei aber ein additives Ansprechen der Signale zu erhalten und auf
diese Weise den Einfluß der statischen Störung großenteils auszu-
schalten.

Schließlich werden Beispiele für den Empfang von fernen Stationen

und die Überwindung von Störungen in der Praxis angeführt.

| Diskussion. |

Herr Lee de Forest (briefliche Mitteilung). — Meine Abwesen-
heit von New York und berufliche Arbeiten verhindern mich, die
Veröffentlichung des Herrn Armstrong so gründlich zu diskutieren,
wie sie es von meiner Seite verdiente.
~ In Kürze muß ich feststellen, daß meine Untersuchungen über
den einfachen Audiondetektor, den Audionverstärker und den „Ultra-
audion“detektor für ungedämpfte Wellen nicht vollständig die Er-
gebnisse und Schlußfolgerungen bestätigen, die Herr Armstrong
angegeben hat. | |

Zunächst muß jeder, der beträchtliche Erfahrungen mit zalhreichen
Audionröhren gehabt hat, zugeben, daß das Verhalten verschiedener
Röhren in vielen Einzelheiten und in erstaunlichem Maße voneinander
abweicht. Die Kurven für den Zusammenhang zwischen Anodenpotential
und Anodenstromstärke sind für verschiedene Röhren, ja selbst für
eine und dieselbe Röhre zu verschiedenen Zeiten und unter verschiedenen
Bedingungen (Fadentemperatur usw.) sehr verschieden.
=- Was für eine Röhre als feststehendes Gesetz gelten kann, gilt
möglicherweise für eine andere nicht.

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 269

Herr Armstrong tut dieser bekannten Tatsache keine Erwäh-
nung, auch stellt er nicht einmal fest, daß seine Kurve für den Zu-
sammenhang zwischen Gitterpotertial und Anodenstromstärke bei einer
anderen angelegten Spannung der Batterie B oder bei anderen Faden-
temperaturen ganz anders aussehen kann als die von ihm gezeigte.

Er erwähnt nicht die oft bewiesene Tatsache, daß ein Gleich-
strominstrument, z. B. ein Mikroamperemeter, einen kleineren Aus-
schlag, oder praktisch keinen Ausschlag nach irgendeiner Seite zeigen
kann, wenn dem Gitter ziemlich starke Radiofrequenz- (oder Audion-
frequenz-) Impulse zugeführt werden, selbst dann, wenn der Telephon-
empfänger im Anodenkreise stark anspricht.

Ich habe häufig bewiesen, daß eine dem Gitter oriei positive
Ladung den ‚„Anodenstrom‘‘ schwächen kann, statt ihn zu verstärken.
Herr Armstrong behandelt den ganzen Gegenstand, wenn ich so
sagen darf, viel zu flüchtig und obenhin, zumal er anscheinend die
Arbeiten anderer Forscher und Entdecker ganz vergißt.

Wie ich in einer Mitteilung in ‚‚Electrical World‘ vom 20. Februar
festgestellt habe, ist die Schwingungsfähigkeit des Audions vor
mehreren Jahren von mir entdeckt worden.

Ich habe gefunden, daß die von Herrn Armstrong beschriebenen
komplizierten Stromkreise für die Erzeugung der erwähnten Wir-
kungen ganz unnötig sind. Tatsächlich erhält man die Vereinigung
der Schwingungsfunktion mit der Verstärkungsfunktion in einer und
derselben Röhre fast, wenn auch nicht ganz, so wirksam und weit
einfacher mit viel einfacheren Kreisen.

Das zweite Verfahren, das Herr Armstrong für eine Vereinigung
der Abstimmungen auf Radiofrequenzen und auf Audionfrequenzen
angibt, ist geistreich und höchst beachtenswert. Leider. gibt es, wie
er mit Recht feststellt, heutzutage keinen Wellenerzeuger, dessen
Frequenz genügend konstant wäre, um eine volle Ausnutzung dieses
eleganten Verfahrens zu gestatten.

Herr Edwin H. Armstrong. — Die Bedingung, unter der ein
dem Gitter erteiltes positives Potential eine Abnahme der Anodenstrom-
stärke hervorruft, ist insofern bemerkenswert, als sie die Ursache für
den Schleier des Wunderbaren gewesen ist, von dem das Audion so
lange umhüllt gewesen ist. Der Effekt tritt unter gewissen Bedin-
gungen auf, die sich sehr leicht erklären lassen. Wir wollen annehmen,
es befinde sich in der Röhre eine merkliche Gasmenge, und die Poten-
tialdifferenz zwischen Anode und Faden sei so eingestellt, daß eine
beträchtliche Anzahl positiver Ionen erzeugt werden. In solchem

270 Edwin H. Armstrong.

Zustande kommt es häufig vor, daß die Zahl der mit dem Gitter
zur Berührung gelangenden positiven Ionen jene der negativen
Ionen übersteigt. Infolgedessen nimmt das Gitter gegenüber dem
Faden eine positive Ladung an. Wir wollen annehmen, das Poten-
tial, auf welches das Gitter geladen wird, sei um drei Volt posl-
tiv gegen den negativen Pol des Fadens. Unter diesen Umständen
wird eine Batterie von etwa ein bis zwei Volt, deren positiver Pol in
der durch Fig. 1 angegebenen Weise mit dem Gitter verbunden ist,
tatsächlich das Potential des Gitters in negativem Sinne verändern.
Die natürliche Folge ist eine Abnahme der Anodenstromstärke. Das
Gegenteil dieses Effektes, die Bedingung, unter welcher ein an da®
Gitter angelegtes negatives Potential eine Zunahme der Anodenstrom"

R P
+ 3 Volt 6
S

v1.5
Volt K
S
D
Q
S
-10 0 +10
Qulferpotential
Fig. 1. Fig. 2.

stärke hervorruft, treffen wir ausnahmslos in einem Audion mit hohem
Vakuum, in dem das Potential, welches das Gitter annimmt, aus-
nahmslos negativ ist. Beide Fälle lassen sich indessen auf derselben
Grundlage erklären. Fig. 2 zeigt, welches Potential das Gitter an-
nimmt, wenn eine große Anzahl positiver Ionen zugegen ist.

Herr Edwin H. Armstrong (briefliche Mitteilung). — In Be-
antwortung der Mitteilung des Herrn de Forest möchte ich betonen,
daß der Zweck meiner Veröffentlichung war, die Anwendung von
Schwingungskreisen einer neuen Art auf die Betätigung des Audions
zu behandeln. Die dem Betrieb des Audions zugrundeliegenden Eigen-
tümlichkeiten wurden nur als Grundlage für die Erklärung der Wir-
kungsweise der Schwingungskreise skizziert. Eine ausführliche Er-
klärung der verschiedenen im Audion als Detektor und als Relais mit-
spielenden Erscheinungen, die von der früher von Herrn de Forest

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 271

aufgestellten von Grund aus verschieden ist, habe ich vor einiger
Zeit in „Electrical World“ vom 12. Dezember 1914 veröffentlicht,
und die Spalten des genannten Blattes stehen zweifellos noch für eine
Diskussion über diesen elementaren Gegenstand frei.

Herr de Forest spricht von den großen Verschiedenheiten, die
zwischen den Kurven für die Beziehung des Anodenpotentials zur Anoden-
stromstärke bestehen. Wem die Gesetze der Elektrizitätsleitung in
Gasen vertraut sind, der wird leicht einsehen, daß dies der Fall sein
muß, wo eine irgendwie beträchtliche Gasmenge in der Röhre vor-
handen ist. Das Potential, bei welchem eine fortschreitende Ionisierung
des Gases beginnt, ist unter anderen Dingen vom Drucke abhängig;
infolgedessen ändern sich die oberen Teile der Kurve für die Beziehung
des Anodenpotentials zur Anodenstromstärke; aber die: unteren Teile,
die einzige Stelle, wo das Elektronenrelais betrieben
werden kann, haben ausnahmslos dieselbe allgemeine Gestalt. Mit
den uns heutzutage zu Gebote stehenden Verfahren zur Erzeugung
sehr hochgradiger Vakua, ist es einfach, Audions zu bauen, deren
Charakteristiken für alle praktischen Zwecke identisch sind. Bei diesen
Röhren mit hohem Vakuum verschwinden die erstaunlichen Ver-
schiedenheiten, von denen Herr de Forest spricht, bis zu einem er-
staunlichen Grade.

Die großen Verschiedenheiten, die zuweilen zwischen den Kurven
für die Beziehung zwischen Gitterpotential und Anodenstromstärke
verschiedener Audions, oder bei einem und demselben Audion unter
verschiedenen Bedingungen des Anodenpotentials oder der Faden-
temperatur bestehen, rühren gleichfalls von dem Gasreste her und
werden in derselben Weise durch die Verwendung sehr hoher Vakua
beseitigt. Es ist natürlich klar, daß für jeden Wert des Anodenpotentials
und der Fadentemperatur eine andere Kurve für den Zusammenhang
zwischen Gitterpotential und Anodenstromstärke gelten wird, aber für
Röhren mit hohem Vakuum liegen diese Kurven alle geordnet über-
einander und haben, bis auf kleinere Unterschiede, dieselbe allgemeine
Gestalt.

Zur Erklärung der Tatsache, daß ein Gleichstrominstrument im
Anodenkreise keine Änderung der Einstellung aufweist, wenn an das
Gitter eine elektromotorische Wechselkraft von Audionfrequenz
angelegt wird, selbst dann nicht, wenn ein mit diesem Meßinstrument
im gleichen Kreise liegendes Telephon stark anspricht, möchte ich
auf di» Figg. 2 und 5 meiner Arbeit verweisen und gleichzeitig darauf
, aufmerksam machen, daß ein Telephon vielleicht auf einen Wechsel-

272 R = ~ Edwin H. Armstrong.

strom stärker ansprechen kann als ein Gleichstrominstrument! Eine
Erklärung für die Abnahme der Anodenstromstärke, die auftreten kann,
findet man in meiner Veröffentlichung in „Electrical World“ vom
12. Dezember 1914, zusammen mit einem Oszillogramm, welches die
in Frage stehende asymmetrische Wirkung zeigt. Der von Herrn
de Forest genannte Fall, in welchem eine an das Gitter angelegte
elektromotorische Wechselkraft von Radiofrequenz das Telephon
zum Ansprechen bringt, ein Gleichstrominstrument aber nicht, ist
unmöglich. Wenn das Telephon anspräche, das Instrument aber
keinen Ausschlag zeigte, so wäre das ein Zeichen für eine abwechselnde
und gleich große Zunahme und Abnahme der Anodenstromstärke mit
einer Audionfrequenz. Das ist eine Wirkung, welche durch auf das
Gitter wirkende Schwingungen von Radiofrequenz nicht hervor-
gerufen werden kann. Wenn man in Verbindung mit dem Gitter einen
Kondensator benutzt, rufen Radiofrequenzschwingungen ausnahmslos
eine deutliche Abnahme der Anodenstromstärke und somit eine Ab-
nahme der Telephonstromstärke hervor. Wenn man die asymmetrische
Relaisanordnung benutzt, die wegen der Krümmungen in der Betriebs-
charakteristik möglich ist, so können auf das Gitter wirkende Radio-
frequenzen entweder eine deutliche Zunahme oder eine deutliche Ab-
nahme der Anodenstromstärke hervorrufen, je nachdem, bei welcher
Krümmung das Audion betrieben wird; aber eine Zunahme und eine
Abnahme können niemals gleichzeitig erzeugt werden.

Herr de Forest versucht, die Gültigkeit der Betriebscharak-
teristik und damit alle auf ihr beruhenden Erklärungen durch die
Behauptung in Zweifel zu ziehen, er habe häufig bewiesen, daß eine
dem Gitter erteilte positive Ladung die Anodenstromstärke erniedrigen
kann, statt sie zu erhöhen, eine Behauptung, die er.ursprünglich zur
Erklärung der Relais- und Detektorwirkung des Audions aufgestellt
hat. In der Diskussion habe ich auf das Fehlerhafte dieser Ansicht
hingewiesen und das anscheinende Paradoxon erklärt, daß man in
Röhren mit niedrigem Vakuum ın dem für die Betriebsbedingungen
geltenden Teile der Kurve für die Beziehung zwischen Gitterpotential
und Anodenstromstärke findet. Es besteht noch ein Effekt, der zu
unrichtigen Schlüssen über die Wirkungsweise des Elektronenrelais
führen kann und auf Wirkungen beruht, die sich oberhalb des für die
Betriebsbedingungen geltenden Teiles der Kurve finden. Wenn das
Gitterpotential erhöht wird, ist es möglich, daß die Anodenstromstärke
ein Maximum erreichen und dann sinken kann. Das kommt daher,
daß ein Leitungsstrom zum Gitter fließt, wenn es positiv gegen den

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 273

Faden ist, und daß sich unter gewissen Bedingungen dieser Strom
“von dem Anodenstrom subtrahiert. Die Höchststromstärke, die vom
Faden zur Anode fließen kann, wird durch die Anzahl der vom Faden
ausgesandten Elektronen begrenzt, und wenn die Bedingung für das
Fließen der Höchststromstärke im Anodenkreise hergestellt ist, ehe
das Gitterpotential stark positiv wird, dann wird eine weitere Steige-

lamper

074%

Betriebscharakteristik des Audıon.

N
ò

Hnodenstromstärke in
Mill

72 -76 Gitter-Potential.

Effekhivwiderstand für verschiedene
Feststehende Gillerpotentiale,, ‚3720.

Eff. Wid. in

fzs2o~

212 -70 -8f << 2 +2 + Gilterpotenhal
Fig. 3.

rung des Gitterpotentials die Anzahl der von dem Gitter absorbierten
Elektronen vermehren, und die Folge davon ist eine Abnahme der
Flügelstromstärke. Die Unmöglichkeit, ein Elektronenrelais in diesem
Teile der Kurve zu betreiben, wird aus den beistehenden Diagrammen
(Fig. 3) hervorgehen; diese Diagramme zeigen, wie der Effektivwider-
stand der Speisungsseite des Audions zunimmt, wenn das Potential
des Gitters verändert wird. Nur wenn das Gitter negativ gegen den
Faden ist, kann das volle Verstärkungsvermögen des Audions ver-
wirklicht werden, da die Speisungsseite keine Energie verzehrt. Hierin

274 Edwin H. Armstrong.

liegt die Erklärung für die großen Verschiedenheiten, die im Ver-
stärkungsvermögen verschiedener Röhren bestehen, wenn man sie in
der üblichen Weise benutzt. Es ist üblich, die Verstärker für Audion-
frequenzen so zu betreiben, daß das Gitter für Leitungsströme vom
Faden isoliert ist, so daß das Potential des Gitters allein durch die
Charakteristik des Audions bestimmt wird. Wenn es zufällig genügend
negativ ist, verzehrt die Speisungsseite keine Energie, und das Er-
gebnis ist gut; ist es positiv, so verzehrt die Speisungsseite Energie,
und die Verstärkung wird ernstlich beeinträchtigt, und zwar in einem
Grade, der von dem Werte der positiven Ladung abhängt. Dies alles
findet eine deutliche Stütze in der Tatsache, daß, wenn man das Poten-
tial des Gitters einer guten Röhre absichtlich positiv macht, die Ver-
stärkung sinkt. Die in Fig. 3 wiedergegebenen Kurven liefern eine
weitere Bestätigung, und in diesem Zusammenhange ist es inter-
essant, die Übereinstimmung zwischen den Kurven für Radiofrequenz
und jenen für Audionfrequenz zu beachten.

Die Behauptung des Herrn de Forest, daß er ursprünglich die
Schwingungserscheinung beobachtet und sie vor mehreren Jahren
zur Erzeugung der beschriebenen Wirkungen angewandt habe, kann
hier nicht erörtert werden, weil seine Priorität in dieser Sache dem-
nächst auf anderem Wege angefochten werden wird.

Herr Lee de Forest (briefliche Mitteilung). — Wenn ich auch
die Erklärungen des Herrn Armstrong für meine Beobachtungen
über die Wirkung eines positiv geladenen Gitters auf den Anoden-
strom nicht annehmen kann, spricht doch mehr zu ihren Gunsten als
zugunsten seiner früheren oberflächlichen Widerlegung, daß eine Wir-
kung, wie ich sie beschrieben habe, überhaupt nicht bestehe.

Was nach der Behauptung des Herrn Armstrong ‚elementare
Dinge“ sind, sind den Mitarbeitern der Herren Rutherford und
Soddy, mit denen ich sie erörtert habe, nicht als solche erschienen.
Diese Erörterungen haben allerdings vor dem Erscheinen der Arbeit
des Herrn Armstrong stattgefunden.

Trotz den Erklärungen des Herrn Armstrong sind wir noch
völlig im Dunkeln darüber, wie hoch diese übereinstimmende Ergeb-
nisse liefernden Vakua sind, und auf welche Betriebsspannungen er
sich eigentlich bezieht. Mehr quantitative Ausführlichkeit und An-
gaben über die genauen Leistungen einer größeren Anzahl von Röhren
würden überzeugender wirken als die Theorien, die er als Grundlage
für die Beschreibung einiger komplizierter Schwingungskreise aufstellt.

Wenn Herr Armstrong einen Röhrentyp behandelt, der von

n = es E a ee (U WRDGEEEEGERE. ( DE ru 7

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 275

dem Audion ganz verschieden ist (wegen des Vakuumgrades, der an-
gelegten Potentiale usw.), so hätte er das zu Beginn ausdrücklich er-
wähnen müssen. Das ist mein Hauptbeschwerdegrund. Er gibt keine
wesentlichen Daten an, sondern nur allgemeine Gesetze mit versuchs-
weise aufgestellten Axiomen. Ich nahm an, daß wir Erscheinungen
behandelten, wie sie in dem Audion in seiner allgemein bekannten
Form vorkommen, das mit einer Spannung von 20 bis 50 Volt be-
trieben wird. Bei diesem Audion wenigstens bleiben noch einige un-
geklärte Fragen bestehen.

Wenn Herr Armstrong nicht imstande ist, meine Beobachtung
zu erklären, daß bei Anwendung von Audionfrequenzen gewisse Röhren
eine Abnahme des Ausschlages eines Gleichstromamperemeters zeigen,
andere keinen merklichen Ausschlag, während ein Telephonempfänger
mit einer Stärke von vielfacher Hörbarkeit anspricht, so soll er diese
Tatsache frei heraus bekennen. Ich wüßte auch gern seine Erklärung
dafür, weshalb gewisse Audions deutlich empfindlicher für niedrige
Funkenfrequenzen sind als für hohe, während andere genau das Gegen-
teil zeigen. Ich habe zwar Theorien für diesen Punkt, doch habe ich.
sie noch nicht erwiesen.

Was den Nachdruck betrifft, den Herr Armstrong auf den
Wert seiner Oszillogramme legt, die bei Audionfrequenzen aufgenommen
worden sind, weil Audion- und Radiofrequenzen ihrem Wesen nach
identisch sind, so möchte ich auf seine Äußerung aufmerksam machen,
daß „dies ein Effekt ist, den Radiofrequenzschwingungen (zum Unter-
schiede von Audionfrequenzschwingungen) bei Eu auf das
Gitter nicht hervorbringen können“.

Ist es nicht vielleicht möglich, daß in Fällen, wo stark gedämpfte
Wellenzüge von Radiofrequenzen abwechselnd positive und nega-
tive anfängliche Wellenfronten haben, abwechselnd eine Zunahme
und eine Abnahme des Anodenstroimes auftreten kann, die zwar laute
Signale im Telephonempfänger liefern, aber keinen Ausschlag in einem
damit in Reihe geschalteten Gleichstrommikroamperemeter hervor-
bringen würden ?

Was nun die Schlußbemerkung des Herrn Armstrong angeht;
so hatte ich bisher nicht erfaßt, daß er tatsächlich geradezu die Ent-
deckung der Schwingungsfähigkeit des Audions für sich in Anspruch
nimmt. Ich denke, es wird festgestellt werden können und festgestellt
werden, daß diese Eigenschaft einige Zeit vor seiner ersten Arbeit auf
diesem Gebiete entdeckt worden ist. Sollte noch jemand der Ansicht
sein, daß die Schwingungsfähigkeit des Audions auf die Entdeckung

276 ' Edwin H. Armstrong.

der von Herrn Armstrong beschriebenen komplizierten Kreise ge-
wartet hätte, so möchte ich auf die Arbeit von Professor A. H. Taylor,
„The Double Audion Type of Receiver“ in „Electrical World“ vom
13. März 1915 verweisen.

Herr Edwin H. Armstrong (briefliche Mitteilung). — In Be-
antwortung der letzten Mitteilung des Herrn de Forest über die
Wirkung eines geladenen Gitters auf den Anodenstrom kann ich nur
auf Grund des Umstandes, daß es ihm nicht gelungen ist, einen Gegen-
beweis zu erbringen, annehmen, daß seine Beobachtungen sich viel-
leicht durch die positive Restladung auf dem Gitter erklären lassen.
Dies gilt für den Röhrentyp, bei welchem so viele „ungeklärte‘“ Er-
scheinungen beobachtet werden, nämlich für das ‚„Audion in seiner
allgemein bekannten Form, das mit einer Spannung von 20 bis 50 Volt
betrieben wird“.

Das Mißverständnis des Herrn de Forest hinsichtlich des Röhren-
typs, auf den sich meine Arbeit bezieht, fällt durchaus ihm zur Last.
Es ist in der Veröffentlichung in ‚Electrical World“ und gelegent-
lich der Vorlegung dieser Arbeit im ‚Institute of Radio Engineers“
klar ausgesprochen worden, daß das Vakuum der Röhren ein solches
war, daß nur Thermionenströme bestanden. Die Verfahren, die an-
gewandt wurden, um diese Vakua zu erhalten, waren die, welche kürz-
lich Herr Irving Langmuir in einer Arbeit beschrieben hat, die
er der „American Physical Society‘ vorgelegt hat, sowie in einer anderen
dem „Institute of Radio Engineers“ vorgelegten Arbeit (vgl. hierzu
„Proceedings of The Institute of Radio Engineers 3, 261, 1915“, wo
auch die Diskussion über die Arbeit des Herrn Langmuir wieder-
gegeben ist).

Zur Erklärung der Beobachtung des Herrn de Forest, daß auf °

das Gitter einwirkende Audionfrequenzen entweder eine Abnahme
des Ausschlages eines Gleichstromamperemeters oder gar keinen
Ausschlag bewirken können, während ein Telephon kräftig anspricht,
habe ich auf die Oszillogramme verwiesen, welche beide Fälle vollauf
erklären. Es scheint nötig, hinzuzufügen, daß ein Gleichstrom-
instrument der erwähnten Art Mittelwerte mißt!

Die Frage nach der relativen Empfindlichkeit eines Audions als
Detektor für hohe und niedrige Funkenfrequenzen ist für die gegen-
wärtige Diskussion völlig bedeutungslos. Sie enthält jedoch einige
Punkte, die von Interesse sind. Der Effekt tritt nur dann auf, wenn
man die Ventilwirkung des Audions benutzt, um die Schwingungen
gleichzurichten, und man muß notwendig einen Kondensator in Reihe

Einige neuere Verbesserungen am Audionempfänger. 277

mit dem Gitter anwenden. Wenn positive Ionen spärlich vorhanden
sind, kann das Abfließen der von einer Gruppe von Schwingungen
herrührenden Ladung auf dem Gitterkondensator so langsam erfolgen,
daß der Kondensator bis zur Ankunft einer zweiten Gruppe von
Schwingungen nicht ladungsfrei werden kann. Unter diesen Ver-
hältnissen bleibt beständig eine negative. Restladung auf dem Gitter-
kondensator während der Perioden der Signalgebung bestehen, und
diese Ladung stört die Gleichrichterwirkung zwischen Gitter und
Faden. Dieser Effekt wird offenbar bei den höheren Funkenfrequenzen
ausgeprägter sein, und die Empfindlichkeit des Audions wird bei den
niedrigeren Funkenfrequenzen weniger beeinträchtigt werden. Die
Erscheinung ist interessant, aber im wesentlichen ganz einfach und
von elementarem Charakter.

Herr de Forest versucht den Fall zu erklären, der, wie ich ge-
zeigt habe, unmöglich ist, nämlich den Fall, daß auf das Gitter wirkende
Radiofrequenzen ein Ansprechen eines Telephones im Anodenkreise be-
wirken, aber keinen Ausschlag eines mit dem Telephon in Reihe ge-
schalteten Gleichstrominstrumentes. Die aufgestellte Erklärung ist
unmöglich. Der beschriebene Effekt könnte nur durch Wellenzüge
hervorgebracht werden, die praktisch aperiodisch wären. Ich brauche
nicht zu sagen, daß gegenwärtig in der drahtlosen Telegraphie nichts
gebräuchlich ist, was dem im Entferntesten ähnelte.

Zum Schlusse möchte ich betonen, daß diese Diskussion ursprüng-
lich von Herrn de Forest eröffnet worden ist in dem Bestreben, die
Erklärungen als ungültig darzustellen, die für die verschiedenen
Detektor-, Übertrager- und Schwingungswirkungen aufgestellt worden
sind. Meiner Meinung nach bleiben die gegebenen Erklärungen als
richtig bestehen.

- Herr Robert H. Marriott. — Es ist häufig beklagt worden,
daß es an Untersuchungen über Fragen der drahtlosen Telegraphie
mangele, die in Physikalischen Instituten ausgeführt worden wären.
Herr Armstrong verdient hohe Anerkennung für seine hochinter-
essante Untersuchung, und es ist zu wünschen, daß unter ähnlichen
Vorbedingungen weitere wertvolle Ergebnisse erlangt werden möchten,

(Eingesandt 1. Oktober 1915.)

Adresse des Autors: The Institute of Radio a
111 Broadway, New York.

278 J. Bethenod.

Über die Verwendung des Audions als Generator
mit Selbsterregung.

(Sur ’emploi des audions comme générateurs auto-exeitateurs).

Von J. Bethenod.

In einer früheren Mitteilung!) habe ich zunächst einige allgemeine
Betrachtungen über die charakteristischen Kurven und über die Be-
dingungen für die Stetigkeit des Zustandes entwickelt und alsdann als
Anwendungsbeispiel die Bedingungen für das Zünden des Nebenschluß-
Lichtbogens durch einen schwingenden Kreis festgestellt.

ll
Ar F

|
i
'
|
|
U |
Ç
|
]
|
|
i

om]
P o o
LS SL a NEE
3 Er |C

EONS: -E
?

Die vorliegende Mitteilung bezweckt, zu zeigen, wie man nach
demselben Verfahren die Zündung des als Generator mit Selbst-
erregung benutzten Audions analysieren kann. Bekanntlich gewinnt
diese Anwendung gegenwärtig in der drahtlosen Telegraphie mehr und
mehr an Verbreitung, und zwar sowohl für den Empfang als Hilfs-
generatoren zum Nachweis der ungedämpften Wellen (Heterodyne) als
auch zum Senden. | |

Betrachten wir also die durch die Figur dargestellte Schaltung. ?)

1) Vgl. J. Bethenod, Sur les courbes caracteriques et les conditions
de stabilité des régimes. La Lumière Electrique (2) 35, Nr. 42, 14. Okt.

1916, S. 25ff. |
2) Vgl.TheElectrician, 31.Juli1914,S.702, und franz. Pat. Nr. 467,747, Fig. 6.

Über die Verwendung des Audions als Generator mit Selbsterregung. 279

Auf diese Schaltung läßt sich übrigens leicht eine große Anzahl der
abweichenden Ausführungsformen zurückführen, die seit zwei oder drei
Jahren seitens verschiedener Physiker und Ingenieure vorgeschlagen
worden sind, und wir haben sie deshalb zur Grundlage für die vor-
liegende Untersuchung gewählt, weil sie die leichteste Analyse der
Zündungsvorgänge gestattet.
Wir bezeichnen:
mit Æ die elektromotorische Kraft der in den Plattenkreis eingeschal-
teten Batterie,
„ 0 ihren Widerstand,
„ U die Potentialdifferenz zwischen Draht und Platte,
„ u jene zwischen Draht und Rost,
„ {I den durch die Platte fließenden Strom,
„ t den im Kreise Rost— Draht fließenden,
„ R, L den Widerstand bzw. die Selbstinduktion der Spule im
Schwingungskreise,
r,l die entsprechenden Größen der im Kreise Rost—Draht liegen-
den Spule,
M den Koeffizienten der wechselseitigen Induktion zwischen diesen
beiden Spulen,
J den Bruchteil des Stromes I, der nicht durch den Kondensator C
des Schwingungskreises hindurchgeht.
Man kann ohne weiteres schreiben:

E=U+ oI+ LÊZ +RJ+ “t,

O=utrit + m,

Die Gleichungen für den Zuwachs lauten dann ?):

0=4AU+ p414 L? + RAaIH ut,

I-J di
f t= LÊZ + RI+ UT.

0 = du+rsipit ft + use],

5 Sata p AI gagy utii.,

(1)

1) s. meine genannte Arbeit.

280 J. Bethenod.

Wir verfügen bereits über drei Gleichungen zur Bestimmung der
fünf Unbekannten AI, Ai, AJ, AU und Au. Zwei neue Gleichungen
liefern uns die charakteristischen Kurven für die als kathodischer
Generator benutzte Lampe. Wir können nämlich schreiben:

i = (U, u)
und
I= F(U, u),

wo sich die Funktionen f und F zum mindesten experimentell be-
. stimmen lassen. |

In dieser Fassung ist das Problem, das wir betrachten, in seiner
ganzen Allgemeinheit nahezu unlösbar. Immerhin können wir, wenn
wir uns auf die Untersuchung des Anfanges des Zündungszustandes
des Generators beschränken, die Zuwachse, welche die Unbekannten des
Systems (1) bilden, als sehr kleine Größen ansehen. Nach einem Ge-
danken, den Herr Marius Latour!) betreffs der Theorie der Ver-
stärker ausgesprochen hat, in denen gleichfalls die Lampen mit drei
Elektroden (Audion) benutzt werden, kann man dann die Ausdrücke
für Ai und AI als Funktionen der Zuwachse Au und AU der Ver-
änderlichen in Reihen entwickeln und diese Entwickelung mit den
beiden ersten Gliedern abbrechen. Man erhält so die Beziehungen:

a nn;
Al=a,4U+a, du,

wo die Koeffizienten a für eine Admittanz konstant und homogen sind.?)
Das System (2) gestattet im Verein mit dem System (1), die Be-

dingungen für die Zündung des kathodischen Generators vollständig
zu bestimmen. Zu diesem Zwecke wollen wir

d |
Fr = ü, also f: .. dt = o"!,

schreiben.)

(2)

1) Vgl. The Electrician, 1. Dez. 1916, S. 280.
2) Benutzt man die Schreibweise für die partiellen Ableitungen, so
kann man schreiben:

BR.) ~ êl
du’ a0’
a EN LE

oU ou

3) 8. meine genannte Arbeit.

Über die Verwendung des Audions als Generator mit Selbsterregung. 281

Auf diese Weise erhalten wir ein System von drei für AJ, Au
und 4 U homogenen Gleichungen:
0=(Lo+RAJ+(oa,+Mao)Au+(l+oa,+Ma w)AU,
0=Mo4AJ+(l+ra +iao)dAu+(ra, +la,o) AU,

_ 1 a, a g
0= Fr +Lo+R) 494 [#ao-54)4u+ (Mav - 28 \au (3)
a

nachdem wir mit Hilfe des Systems (2) die Veränderlichen Ai und 4 I
eliminiert haben. Dafür daß diese drei homogenen Gleichungen mit-
einander vereinbar sind, ist notwendige und hinreichende Bedingung,
daß die Determinante der Unbekannten
R+lo oa,+ Ma,» SER EN
D= Mo l+ra +law ra, + la, w
|l+RCo+LCo? MCa w? — a, MCa o? — a |
null wird. Das führt tatsächlich zu einer Gleichung dritten Grades
für w, deren Lösung im Prinzip die vollständige Analyse der Zün-
dungsbedingungen für den nach dem Plane der Figur angeordneten
Generator gestattet. Der Grad der Gleichung D = 0 ergibt sich ohne
weiteres, wenn man die Determinante entwickelt. Die Glieder mit w*
verschwinden nämlich bei dieser Entwickelung, und wenn man nach
den Elementen der ersten Spalte ordnet, erhält man:
D = (R + Lo)[M Ca, w? — a, +r(a,a, — a, 4,)

+ lo(a, a, — a, a,)]— Mo [o M C (a, a, — a, a3) 0?

+a, — MCa »°+ (aza, — a8) Mo]+ (1 + RCo

+ LC o’ [or (a, a, — a, ag) + 0 lo (aa, — a, @,)

1-09, — Ma,o—ra — lao].

Die charakteristische Gleichung für den Generator ist sonach:
0 = (1 — k’) (a — os)CLLo + [LC +a C(Rl

+rL)— ọaą, LC — s(1 —kALI— ọsC(IR

+ Lr)jo?’ + [aL + (a, + %) M+ la + RCN (4)

+ra)+oaRC—-s(Ri+rL)— ols— RCors]o

+1+ra +Eaą +ga — Rsr— ors,
Jahrb. d. draht). Telegraphie u. Telephonie. 12. 19

282 l J. Bethenod.

wenn man
2
pa
a ILL
und
S = Qg l, — 0,4
setzt. i

. Die Gleichung D = 0 ist also tatsächlich dritten Grades für ®,
wie die allgemeine charakteristische Gleichung, welche die Zündung
des singenden Lichtbogens bestimmt.!) Sie kann ebenso wie diese zu einer
algebraischen Diskussion benutzt werden, und eine solche soll unter
gleichzeitiger Anwendung auf die beiden in Rede stehenden Gleichungen
den Gegenstand einer weiteren Untersuchung bilden. Einstweilen wollen |
wir uns damit zufrieden geben, die Bedingungen aufzusuchen, die er-
füllt sein müssen, damit das in der Figur gezeichnete System zum
Sitze beständiger Schwingungen wird, wobei, wohlverstanden, die Am-
plitude dieser Schwingungen einen sehr kleinen Wert nicht über-
schreitet.

Zu diesem Zweck braucht nach einem bereits dargelegten Ver-
fahren?) die Gleichung (4) nur die rein imaginären Wurzeln œ = +j Q
zuzulassen (wo £2 reell ist). Das kommt auf dasselbe heraus, als wenn
wir sagen, die Gleichung (4) läßt sich auf die Form

+ 23(Po+Q)=0 (5)
bringen.

Setzen wir in den Gleichungen (4) und (5) die Koeffizienten der
gleichen Potenzen von œ einander gleich, so erhalten wir die vier
Gleichungen:

(1-Adla -—oe)CLi=P,

LC+aC(RiI+rD)+o&,LC-—-s(l— KALI |
—osCliR+Ln)=(Q,
%L+(,+0,)M+ai+RC(l-+ra)
+0,RC-s(Ri+rL-ols—-RCors= 2°P,
1+ra +Ra,+oa,—Rsr-ors= 2°Q.

| (6)

Durch diese Gleichungen sind ohne Weiteres 92, P und Q be-
stimmt, und die Elimination dieser drei Unbekannten bildet die ge-

1) s. in meiner gesannten Arbeit, La Lumière Electrique vom 14. Okt.
1916, S. 30, Gleichung (19).
2) a. a. O., S. 31, Fußnote 1.

Über die Verwendung des Audions als Generator mit Selbsterregung. 288

suchte Bedingung, d. h. die Bedingung, die erfüllt werden muß, damit
die zugrunde gelegte Ausgangsgleichung zwei rein imaginäre Wurzeln
zuläßt.

Meistens sind die Koeffizienten a und die Widerstände r, R und
0 klein genug, daß die Gleichungen merklich zu

1-Kd)aCLi=P,

LC=Q', i (6^
a L+la, +a) Mta +tRC= QP,
l= RR

werden. .
In dieser sehr einfachen Gestalt, der sich übrigens in der Praxis
die Verhältnisse im allgemeinen hinreichend nähern, führen die Glei-
chungen des Systems (6’) unmittelbar zu den folgenden Schlüssen:

1. Die zweite und vierte dieser Gleichungen liefern die Beziehung:

1
2 =
Q? = LC ` (7)
Mithin ist also die Frequenz der Schwingungen, die der Lampen-
generator in der durch die Figur angegebenen Schaltweise spontan
erzeugt, praktisch gleich der Eigenfrequenz des geschlossenen Schwin-
gungskreises LC. Dieses Ergebnis stimmt mit der Erfahrung überein,
solange die Frequenz nicht gar zu hoch ist.!)
2. Die Bedingung, die erfüllt werden muß, damit ein Betrieb
mit sin Q t bestehen kann, erhält man in der Form

sL+(a,+a)M+ai+RC=(1— kal
oder -° |
a, L + (a, + a) M++ RO= k ql. (8)

Nun ist nach den Versuchsergebnissen der Koeffizient a, positiv.
Folglich kann die Gleichung (8) nur dann befriedigt werden, wenn der
Koeffizient M endlich und negativ ist. Dieses Ergebnis wird noch
durch die Versuche bestätigt.

1) Wenn die Frequenz sehr hoch ist, kann man nicht mehr, wie wir
getan haben, die Wirkung der parasitären Kapazitäten vernachlässigen,
d. h. jener, welche zwischen den verschiedenen Elementen .der Lampe, dem
Rost, der Platte und dem Faden bestehen. Offenbar werden durch die
Berücksichtigung dieser Kapazitätswirkungen die Gleichungen (1) noch
erheblich verwickelter.

19*

284 L. W. Austin.

8. Die dritte Wurzel der charakteristischen Gleichung hat den
Näherungswert:

ee
- 5,
g o 1

d kja l
Da diese Wurzel immer negativ ist, kann der Dauerbetrieb mit `
sin Qt nur dann bestehen, wenn die Bedingungsgleichung (8) erfüllt ist.

(Übersetzung eingegangen 15. Mai 1917.)

(Nach La Lumière Electrique (2) 35, Nr. 51, S. 225—228, 1916
aus dem Französischen übersetzt von Max Iklé.)

Quantitative Versuche mit dem Audion.

(Quantitative experiments with the Audion.)

Von L. W. Austin.

Detektoren mit Vakuumröhren haben sowohl für gedämpfte als
auch für ungedämpfte Schwingungen in so hohem Maße allgemeine
Anwendung gefunden, daß es nachgerade wünschenswert erscheint, das
Gesetz für das Ansprechen dieser Instrumente festzustellen, zumal sie
häufig mit Telephonen im Nebenschluß angewandt werden, um in der
drshtlosen Telegraphie die Stärke empfangener Signale zu schätzen.

Die für diese Untersuchung gewählte Form des Vakuumdetektors
war das de Forestsche Audion mit drei Elektroden ').

Bekanntlich kann man das Audion entweder als gewöhnlichen
Detektor benutzen (alte Audionschaltung), indem man den sekundären
Empfängerkreis an den heißen Faden und die mittlere Elektrode (Rost)
anschließt, oder man kann ihn an die Rostelektrode und die kalte
Platte anlegen (Ultraudionschaltung) und auf diese Weise im Empfänger
örtliche Schwingungen erregen, so daB man die Signale nach der
Schwebungsmethode empfangen kann. |

Um die Gesetze für die Stärke der empfangenen Wellen und das
Ansprechen der Detektoren zu bestimmen, wurde der Kreis, der das
Audion enthielt, durch einen Wellenmesser erregt, in welchem Schwin-

1) Wegen dessen Beschreibung s. Bull. Bur. of Stand. 6, 540; Reprint
140, 1911.

Quantitative Versuche mit dem Audion. 285

gungen von veränderlicher Stärke erzeugt wurden, und zwar entweder
für ungedämpfte Erregung durch ein schwingendes Audion oder für
gedämpfte Erregung durch einen Summer.

Da es unmöglich ist, ein Galvanometer direkt im Telephonkreise
des Audions zu verwenden, und zwar wegen des aus der Trocken-
batterie durch das Audion fließenden Gleichstromes, wurde folgende
Anordnung der Apparatur angewandt: Die Primäre eines Telephon-
umformers mit Eisenkern wurde mit den Telephonen in Reihe ge-
schaltet, und an die Sekundäre wurde ein Siliziumdetektor in Reihe
mit einem empfindlichen Galvanometer angeschlossen. Die Änderungen
der Stromstärke, welche die Telephone beeinflussen, rufen ähnliche Wir-
kungen im Telephonumformer hervor und geben Anlaß zu Wechsel-
strömen in der Sekundären, die dann ihrerseits im Siliziumdetektor
gleich gerichtet werden und dadurch auf das Galvanometer einwirken
können. Die Galvanometerausschläge sind, wie nachgewiesen worden
ist, proportional dem Quadrate der Wechselstromstärke im Detektor!)
und somit proportional dem Quadrate der Telephonimpulse im Haupt-
kreise. Wenn durch das Audion örtliche Schwingungen erzeugt wurden,
ergab sich, daß diese den Detektor schwach beeinflußten; ihr Einfluß
wurde aber dadurch völlig ausgeschaltet, daß ein Kondensator von
0,1 Mikrofarad quer zum Detektor gelegt wurde.

Die Stärke der von dem sendenden Wellenlängenmesser aus-
gesandten Hochfrequenzschwingungen wurde mittelst eines in den
Wellenmesserkreis eingeschalteten Thermoelementes gemessen.

Tabelle I.
Altes Audion.

Gedämpfte Erregung

j | : | 1%

En, | T,
20 2 14,1
30 4 15,0
50 13 13,9
15 28 14,2
107 57 14,2
121 10 14,5
154 107 14,9
178 145 14,4

Durch den ersten Versuch sollte das Gesetz für das Ansprechen
des Schwingungskreises bei der alten Audionschaltung bestimmt werden;

1) Bull. Bur. of Stand. 6, 530, 1911.

286 L. W. Austin. | E

dabei wurde der sendende Wellenmesser durch. einen Summer erregt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt. Hier bedeutet I,? die
Ablesungen des Thermoelementgalvanometers im Senderkreise und L?
die Ablesungen des Detektorgalvanometers im Telephonumformer, I,
ist proportional den Hochfrequenzsenderströmen und damit den emp-
fangenen Hochfrequenzströme.; I, ist proportional dem Werte der
Stromstöße im Telephonempfängerkreise. Die Spalte III in Tabelle I
zeigt, daß die Telephonstöße (das Ansprechen) dem Quadrate der
empfangenen Hochfrequenzströme ist. Ein weiterer Versuch, der dem
vorbeschriebenen ähnlich ist, nur daß der Empfängerkreis die Ultraudion-
schaltung aufwies, aber so angeordnet war, daß keine örtlichen Schwin-
gungen hervorgebracht wurden, lehrte, daß dasselbe Gesetz gilt wie
im Falle der alten Audionschaltung.

Tabelle II.
Schwingendes Ultraudion.

Gedämpfte Erregung

2 2 ],
1, k yA
11 9 1,11
20 19 1,02
33 29 1,06
52 46 1,06
71 64 | 1,05
90 84 1,08

Tabelle III.
Schwingendes Ultraudion.

Ungedämpfte Erregung

| I,

L? IL% | 4

1 2 7
1 2 0,71
3 a4 0,87
5 8 0,79
7 11 0,80
9 16 0,75

Die Tabellen II und III geben die Ergebnisse wieder, die mit
dem Audion in Ultraudionschaltung und mit schwingendem Audion
gewonnen wurden. Bei der Tabelle II sind die Senderwellen gedämpft

Quantitative Versuche mit dem Audion. - 287

wie bei der Tabelle I, während. bei der Tabelle III die Senderwellen
ungedämpft sind und der sendende Wellenmesser durch ein schwin-
gendes Audion erregt wird. Der Ton im Empfängertelephon entsteht
hierbei durch Schwebungen zwischen den lokalen Schwingungen und
den auftreffenden; er ist bei gedämpften Schwingungen rauh, aber bei
ungedämpften rein und musikalisch.

Die dritte Spalte jeder der beiden letzten Tabellen lehrt, daß das
Ansprechen bei den lokalen Schwingungen der empfangenen Hoch-
frequenzstromstärke proportional ist, und nicht ihrem Quadrat, wie
dies beim nicht schwingenden Audion der Fall war. Der Wert für
die Verhältniszahlen in den dritten Spalten zeigt, daß der Telephon-
empfänger bei ungedämpften Schwingungen stärker anspricht als bei
den gedämpften, und zwar unter sonst gleichen Bedingungen im Ver-
hältnis 1,4:2. Nehmen wir aber, wie dies wahrscheinlich wenigstens
annähernd richtig ist, im Sender- und im Empfängerkreise gleiches
Dekrement an, so bedeutet das gleiche Empfindlichkeit, denn es ist
für ungedämpfte Wellen:

I= EJR
und für gedämpfte Wellen:

ER.

Er )

Ryırz
wo 0,/d, das Verhältnis zwischen den Dekrementen in den beiden
Kreisen darstellt.

Außer den Versuchen mit dem Detektor und dem Galvanometer
wurden noch Bestimmungen über das Empfindlichkeitsverhältnis der
alten Audionschaltung und der Schaltung des schwingenden Ultraudions
angestellt. Zu diesem Zwecke benutzte ich das Verfahren des Neben-
schlußtelephons mit Funkenerregung, und zwar entweder mittelst ferner
Signale oder mittelst des Summers. Es ergab sich, daß bei der Hör-
barkeit Eins mit der alten Audionschaltung das schwingende Ultraudion
eine Hörbarkeit von dreihundert bis tausend lieferte; da aber das Ge-
setz des Ansprechens in diesen beiden Fällen verschieden ist, wird
natürlich das Verhältnis mit zunehmender Stärke der Signale kleiner
werden. Mit dem nicht schwingenden Ultraudion sind die Signale
zwanzig- bis vierzigmal so stark wie mit dem alten Audion. Dieses
Verhältnis wird größer, wenn das Ultraudjon dem schwingenden Zu-
stand näher gebracht wird. |

288 Referate.

Die Versuche zeigen, daß die atmosphärischen Störungen im all-
gemeinen beim schwingenden Audion nur wenig lauter sind als beim
alten Audion, die Töne sind indessen bei ersterem kontinuierlicher.

(Nach Journ. Washington Ac. of Sc. 6, 81—84, 1915 aus dem

Englischen übersetzt von Max Ikl6.)
(Eingesandt 20. April 1916.)

Adresse des Autors: U. S. Naval Radio Telegraphic Laboratory,
Navy Dept., Washington D. C., U. S. A.

Referate.

Marius Latour; Theoretische Erörterung des Audions.
(Nach Electrician vom 1. Dez. 1916, S. 280—282.)

Aus dem interessanten Aufsatze des Herrn Eccles ‚Recent
Patents in Radio-telegraphy and Radio-telephony“ („Über neuere Pa-
tente auf dem Gebiete der drahtlosen Telegraphie und Telephonie‘‘)!)
geht sehr deutlich die wachsende Bedeutung hervor, welche Vakuum-
röhren als Verstärker oder als Vorrichtungen zur Erzeugung un-
gedämpfter Schwingungen in der Telegraphie und Telephonie ohne wie
mit Draht besitzen.

Herr E. Weintraub und ich haben bereits in den Amerika-
nischen Patentschriften Nr. 921930 und 1041210 aus dem Jahre
1907, „Producing amplifies current variations“ und „Amplifying cur-
rent variations“ („Verfahren zur Erzeugung verstärkter Stromstärken-
änderungen“ bzw. „Verfahren zur Verstärkung von Stromstärken-
änderungen“) die Verwendung der Quecksilberröhre als Verstärker be-
schrieben. Auf unseren Verstärker verwies auch ReißB in seinem
Aufsatze über die Röhren von Lieben und Reiß.?) Die Versuche |
von Weintraub und mir sind im Jahre 1905 ausgeführt worden.

Wir haben damals den Begriff des negativen Widerstandes für
Überträger eingeführt, den Herr A. W. Hull neuerdings wieder auf-
gebracht hat.?) Ich habe kürzlich auf diesen Begriff gewisse Ver-
stärkerschaltungen gegründet und werde bei späterer Gelegenheit die
gewonnenen Ergebnisse mitteilen, Hier will ich die charakteristischen
Gleichungen für den Verstärker ableiten, der als „Audion‘“ bekannt
ist und eine Bedeutung in der Praxis erlangt hat.

1) The Electrician, 28. Juli und 4. Aug. 1916.
2) Elektrot. Zeitschr. 34, 1859, 27. Nov. 1913.
3) s. Phys. Rev., Jan. 1916.

Referate. 289

Der erste Gedanke der Verwendung des Audions als Detektor
läßt sich auf eine Veröffentlichung von L. Zehnder?) zurückführen,
aber das Audion als Verstärker oder als Relais ist zuerst von de Forest,
von Lieben und Reiß und von anderen Erfindern beschrieben worden.

Das Audion umfaßt, wie allgemein bekannt, eine Platte, ein Gitter
und einen Faden, der durch den von einer Batterie p (s. Fig. 1 und 2)
ausgehenden Strom erhitzt wird. Die Platte und der eine. Pol des
Fadens, beispielsweise der negative, werden durch einen Widerstand R
(s. Fig, 1) oder durch die Primäre eines Umformers 7, dessen Sekun-
däre durch einen Widerstand R geschlossen ist (s. Fig. 2), mit einer
Batterie P verbunden. Der Widerstand R kann ein Empfänger be-
liebiger Art (Telephon usw.) sein. Das Gitter und der Faden werden
unmittelbar oder durch einen Umformer mit der Quelle des zu ver-
stärkenden Stromes verbunden.

ll li

Fig. 1. Fig. 2. Fig. 3.

Aus den zahlreichen in „The Electrician“ veröffentlichten Arbeiten
wissen wir bereits, daß seitens der verschiedenen Erfinder viele ver-
schiedene Anordnungen der einzelnen Elemente Platte, Gitter und
Faden vorgeschlagen worden sind. Die Art, die Gestalt, die gegen-
seitige Anordnung und die Abmessungeu der Elektroden, die Größe
und Art des Gasrestes, dies alles sind Veränderliche, die bereits in
mehr oder minder befriedigender Weise bestimmt worden sind. Es
liegt nicht in meiner Absicht, diese physikalischen Charakteristiken
zu erörtern. Ich beabsichtige nur, die Gleichungen für den Betrieb
eines Audions unabhängig von den zahlenmäßigen Konstanten zu be-
stimmen, durch die sich die verschiedenen Formen des Apparates mehr
oder minder vorteilhaft voneinander unterscheiden, und die das Ver-
dienst der verschiedenen Erfinder bedeuten.

Im Audion werden das Potential V der Platte und das Potential v
des Gitters gegenüber jenem eines Poles des Fadens, beispielsweise des
negativen Poles, bestimmt. Man kann sich im allgemeinen vorstellen,

1) Wied. Ann. 1892, S. 77.

290 | Referate.

daB das Gitter mit Hilfe einer zwischen Gitter und Faden in den
Stromkreis eingeschalteten (in den Figuren nicht mit dargestellten)
Hilfsbatterie auf ein kontinuierliches Potential v, gegen jenes des
Fadens gebracht werden kann, ebenso wie die Platte mittels der Bat-
terie P auf ein Potential V, gegen jenes des Fadens gebracht wird.

Der Gitterstrom i ist, allgemein zu reden, eine Funktion von v
und F, also: i= flv, N.

Unter diesen Verhältnissen erhalten wir in der Nachbarschaft eines
Betriebspunktes, der durch die kontinuierlichen Potentiale v, und V,
entsprechend einer Gitterstromstärke :,, definiert wird:

(v — vo) + p

y vE Vo
= Yo

Ò
-9- |5 v- 0

Dio Abgeleiteten

lassen sich leicht experimentell bestimmen. Sie werden durch die
Kurve gegeben, welche die Gitterstromstärke als Funktion von v für
ein Plattenpotential V, darstellt, und durch jene, welche die Gitter-
stromstärke als Funktion von V für ein Gitterpotential v, darstellt.
Der Kehrwert dieser Abgeleiteten hat die Dimension eines Wider-
standes. Wir wollen schreiben:

| ĝi 1 [0 1

5, .”r

= Yo Vo

Dann können wir die Gleichung {1) als
i — i) = = + rh (1)
schreiben. 1 É
Die Plattenstromstärke ist eine Funktion von V und v, also:
| I = FW»)
Was soeben für © bemerkt worden ist, läßt sich für I wiederholen.
Wenn also die Betriebsbedingungen der Röhre durch dieselben kon-

tinuierlichen Potentiale V, und v, auf der Platte und auf dem Gitter
bestimmt sind, die einer Plattenstromstärke J, entsprechen, so haben wir:

a- = (3, 7-0 w- @

Referate. 291
Die Abgeleiteten

ôI 1 ôI
ôV v=vVo ==
V= V,

lassen sich leicht experimentell bestimmen. Sie werden durch die
Kurve gegeben, welche die Plattenstromstärke als Funktion vón V für
ein Gitterpotential v, darstellt, und durch jene, welche die Platten-
stromstärke als Funktion von v für ein Plattenpotential V, darstellt.
Der Kehrwert dieser Abgeleiteten hat gleichfalls die Dimension eines
Widerstandes. Wir wollen schreiben:

ôI _1 [6 l

-M orn öl T,

. V=F, V=V,
Gleichung (2) läßt sich demnach in der Form

dena hy! 2)
schreiben. $ . |

Wir wollen nunmehr annehmen, daß (v— v, eine unendlich
kleine Wechselspannung u sei. Dann wird (i — i,) eine Wechselstrom-
stärke j, (V — V,) eine Wechselspannung U, (I— I) eine Wechselstrom-

stärke J, und wir erhalten somit für das Audion die Gleichungen:

. u U
De
1 2
(3)
Ja y
s 14

Eine dritte Gleichung können wir erhalten, wenn wir den äußeren
Kreis Platte—Faden betrachten.

Wenn wir in den Fadenkreis einen Widerstand R einschalten, so
erhalten wir (unter der Voraussetzung, daB Æ die EMK. der Bat-
terie ist):
E-IR=V
oder:

| E-(I-I)R-LR=(V-V)+VI;;
also:
E-—LR-VW=U+HJR
Die linke Seite dieser Gleichung ist notwendig 0, denn unter den be-
trachteten Betriebsbedingungen haben wir nach unserer Voraussetzung:

E—1lR=V,

292 Referate.

Wir erhalten daher:
U+-JR=0O

Wenn wir uns den Widerstaud R durch Vermittelung eines
vollkommenen Umformers (Magnetisierungsstromstärke Null, Kapazität-
der Primär- und der Sekundärwickelung Null, Streuung Null, Verlust
Null) in den Kreis Platte— Faden eingeschaltet denken, so gelangen wir
zu derselben Gleichung. Der durch den Umformer hineingebrachte
Spannungsabfall rührt in Wirklichkeit daher, daß in dem Widerstande Fè
ein Wechselstrom kJ fließt, wo k das Übersetzungsverhältnis des Um-
formers in verkleinerndem Sinne bezeichnet. Wir haben daher:

U+MPJR=0

Der einzige Unterschied bei Anwendung des Umformers besteht
darin, daß die Spannung E der Batterie dem Potential V, auf der
Platte entspricht.

Denken wir uns den mit % vervielfachten Widerstand R in den
Primärkreis der Röhre eingeschaltet, so werden in allen Fällen die
Grundgleichungen für die Röhre:

oug
> 2
ee (4)
Ta á Ti
U+JR=0

°- Wenn der Widerstand R völlig induktionsfrei ist, so sind die
Vektoren J, u, J und U notwendig miteinander in Phase, und das
Gleichungssystem (4) entspricht alsdann dem folgenden System:

-|- er] ,
= Ti Tar, + E)

r, R
BR ; 5
c r, + B) ý (5)
r
Ja
r, (rs + B)

Wir wollen das Verhältnis der aus dem Schwingungskreise Platte—
Faden in dem Widerstande R frei werdenden Schwingungsenergie zu
der dem Kreise Gitter—Faden zugeführten und in ihm verbrauchten
Energie als „Relaiswirkung“ bezeichnen. Die „Relaiswirkung“ ent-
spricht dem Verhältnis U J/uj.

Referate. 293

Wir finden leicht:
UJ . 5 2 R

= een

"+ + R) — E R]
vr,

Es gibt einen Wert von R, den wir als Roptimum bezeichnen
können, und der einen Höchstwert für die „Relaiswirkung‘‘ liefert.
Wir finden, daß

1— a”
ist. ei
Wird ein Umformer angewandt, so wählen wir ein solches Um-
formungsverhältnis k, daß

k? R =

Roptimum s=

1—23
T3 4
Aus dem Gleichungssystem (5) ermitteln wir weiter, daß der
scheinbare Widerstand Y des Kreises Gitter— Faden

wird.

Y = ri o n+
(m + R) — "1'3 R
ist. 2’

Wenn die Quelle der Spannung u eine Impedanz Z hat, so wählen
wir für die Stromzufuhr zum Kreise Gitter—Faden einen Umformer
mit einem solchen Aufformungsverhältnis, daß

kZ=Y
wird. |

Auf diese Weise leiten wir aus der Spannungsquelle die Höchst-
leistung her.

In Wirklichkeit müssen wir, da der Umformer unvollkommen ist,
das Vorhandensein eines Widerstandes W parallel zur Sekundären des
Umformers annehmen, der den Umformerverlusten entspricht, sowie
gleichzeitig das Vorhandensein einer gewissen Kapazitanz oder In-
duktanz. Dann wird % kleiner sein.

In dem Gleichungssystem (5) haben wir den Widerstand R als
induktionsfrei angenommen; wir müssen uns aber denken, daß R, grob
ausgedrückt, irgendeine beliebige Impedanz darstellt, und müssen dann

294 Referate.

das Gleichungssystem nach dem Verfahren der imaginären Größen in
der Weise auflösen, daB wir u, j, U und J als Vektoren mit einer
gewissen Phasendifferenz behandeln.

Der Widerstand R (Fig. 2) kann offenbar durch den Kreis Gitter—
Faden einer zweiten Vakuumröhre im Falle eines mehrstufigen Ver-
stärkers gebildet werden. Der Umformer T wird dann ein solches
Umformungsverhältnis k haben, daß

z Roptimum = k Y
wird.

Wenn die zwischen Gitter und Faden angelegte Wechselspannung
ziemlich hoch ist, kann nicht mehr von einer unendlich kleinen Wechsel-
spannung u die Rede sein; wir werden es dann mit einer merklichen
Spannung &sin@t zu tun haben. Den scheinbaren Widerstand Y des
Kreises Gitter—Faden betrachten wir alsdann als einen mittleren
Widerstand, der sich aus dem Mittelwerte von di/dv ergibt, wenn
sich v zwischen (v + €) und (v, — €) ändert. Im allgemeinen wird
di/dv für einen negativen Wert von v rasch Null, so daß, wenn die
Röhre ungefähr bei der Spannung v, = 0 betrieben wird, der dann
erhaltene Mittelwert von di/dv doppelt so groß ist wie der Mittelwert
von di/dv, den man erhält, während v positiv bleibt. Dieser Mittelwert
läßt sich aus der Kurve für die Gitterstromstärke bestimmen. Den Kehrwert
dieses Mittelwertes benutzt man zur Schätzung des Widerstandes r.

In Wirklichkeit müssen wir jetzt die höheren Ableitungen von t
in Betracht ziehen. Wenn wir zunächst die zweite Abgeleitete unter-
suchen, so führt sie uns zur Erforschung der bekannten Detektor-
wirkung des Audions, und allgemeiner finden wir bei Berücksichtigung
aller höheren Ableitungen, daß sie die Verzerrung des verstärkten
Stromes bestimmen. Wie groß aber auch die an den Kreis Gitter—
Faden angelegte Spannung und die entsprechende im Kreise Platte—
Faden frei werdende Schwingungsenergie sein mögen, wir dürfen nicht
vergessen, daB der Begriff eines gewissen Roptimum für diesen letzt-
genannten Kreis weiter bestehen bleibt.

Wir wollen jetzt insbesondere einen Hochfrequenzstrom betrachten
und dabei annehmen, daB der Plattenkreis eine Selbstinduktion L ent-
halte, die durch eine Kapazität C und einen damit in Reihe geschal-
teten Widerstand F kurzgeschlossen sei (s. Fig. 3), Die einzelnen Ele-
mente dieses Kreises wirken wie ein Ohmscher Widerstand im Kreise
Platte— Faden, wenn bei der Frequenz w/2 die Beziehung
1 _ Lo?+YL?o'+4R?02

—

C 2

Referate. 295

besteht, und der Wert dieses scheinbaren Ohmschen Widerstandes

ist dann: 1

Recheind. = R + OGIR
Wenn wir R gegenüber Lo oder 1/Cœ vernachlässigen können, so
wird die obige Beziehung zu der Resonanzbedingung

wCL=1

und der Wert von Rscheinb. wird:

L
Rocheinb. = CR

Man erhält nun bei einer gegebenen an den Kreis Gitter—Faden
angelegten Wechselspannung von der Resonanzfrequenz »/2r dann
die Höchstleistung aus der Röhre, wenn Rscheinb. einen gewissen Wert
hat, der eine Funktion der inneren charakteristischen Eigenschaften der .
Röhre ist.

Das Audion als Verstärker kann mit einem für sich erregten
Wechselstromerzeuger verglichen werden; dabei kann der Kreis Gitter—
Faden als der Feldwickelungskreis und der Kreis Platte—Faden als
der Ankerkreis angesehen werden.

Die Selbsterregung des Audions erhält man bekanntlich durch
Koppelung des Plattenkreises und des Gitterkreises, so daß man das
Gitterpotential u aus dem Plattenpotential U erhalten kann (Meißner,
de Forest u. a). Die Stetigkeitsbedingungen sind denen ähnlich,
welche bei dynamoelektrischen Maschinen mit Neben- und HauptschluB-
erregung gelten. Die Relaiswirkung nimmt mit Wachsen der an dem Kreis
Gitter— Faden angelegten Spannung ab, gerade so wie das Verhältnis
der Ankerspannung zur Erregungsstromstärke in einer dynamoelek-
trischen Wechselstrommaschine mit wachsender Erregungsstromstärke
abnimmt; das heißt, es besteht eine Sättigungskurve.

Es ist zu beachten, daß der Vorgang der Selbsterregung, wie
beim Lichtbogen, die Erzeugung höherer Oberschwingungen mit sich bringt.

Die beste Röhre für die Erregung ist die, welche bei einem ge-
gebenen Betriebspotential auf der Platte die höchste Stromstärke auf
der Platte für ein wachsendes Potential auf dem Gitter auszuhalten
vermag. Eine derartige Röhre wird nicht mehr durch die „Relais-
wirkung“ gekennzeichnet, weil die im Gitterkreise. durch die Selbst-
erregung verzehrte Energiemenge als immer verhältnismäßig klein blei-
bend und nur einen untergeordneten EinfluB auf die Erwärmung und
den Wirkungsgrad des Apparates ausübend vorausgesetzt wird.

296 Mitteilungen aus der Praxis.

Die Theorie lehrt, daß es auch für einen Audionerzeuger mit
Selbsterregung ein Roptimum gibt.

Es ist möglich, einen Audionverstärker zu ersinnen, in welchem
eine teilweise Selbsterregungswirkung stattfindet,” wie dies schon
Meißner, Franklin u. a. vorgeschlagen haben. Die entsprechende
Bedingung findet man an dynamoelektrischen Maschinen mit besonderer
Erregung, wenn sie gleichzeitig bis zu einem gewissen Grade als
Maschinen mit Selbsterregung arbeiten. Man findet dies insbesondere
bei den Verbunderregern für Wechselstrommaschinen, die wir früher
untersucht haben.!) Die Gleichungen für dieses System lassen sich
leicht bestimmen, wie wir in einer weiteren Veröffentlichung zu zeigen
beabsichtigen. Wir müssen noch bemerken, daß auf diese Weise ge-
baute Verstärker eine gewisse Ähnlichkeit mit Übertragungsvorrich-
tungen aufweisen, welche auf dem Prinzip eines negativen Wider-
standes beruhen, und daß sie daher die Neigung zeigen, die Vorzüge
‘ des Audions, zwei voneinander unabhängige Kreise zu besitzen, ein-
zubüßen.

(Nach dem Englischen übersetzt von Max Ikl6.)

1) s. z. B. Franz. Pat. 355,274 vom Juni 1905.
‚(Eingesandt 1. Februar 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Ikle, Berlin-Zehlendorf
(Wannseebahn), Milinowskistr. 31.

Mitteilungen aus der Praxis.

Die Messung radiotelegraphischer Signale mit dem
schwingenden Audion.
Von L. W. Austin.

Zur Messung von Signalen, die aus großer Entfernung auf-
genommen werden, haben sich keine anderen Verfahren als anwendbar
erwiesen als jene, bei denen das Telephon benutzt wird. Wenn man
auch Galvanometerverfahren ausgebildet hat, welche hinlänglich empfind-
lich sind, sind doch die von atmosphärischen Entladungen herrührenden
Störungen so hinderlich, daß sich die Anwendung dieser Verfahren in
vielen Fällen als untunlich erweist. Für Meßzwecke definiert man die

Mitteilungen aus der Praxis. 297

Hörbarkeit des Telephonstronies als das Verhältnis i/i,, wo ¿ die ge-
gebene Stromstärke und i, die geringste Stromstärke ist, welche bei
der gegebenen Frequenz für den jeweiligen Beobachter im Telephon
hörbar ist.!) Dieses Verhältnis bestimmt man experimentell in der
Weise, daß man die Telephone kurzschließt, .so daß der Ton in ihnen
gerade noch hörbar bleibt. Ist dann ¢ der Efiektivwiderstand der
Telephone bei der gegebenen Frequenz und der gegebenen Form des
Telephonimpulses, ist ferner s der Wert des Nebenschlusses, so ist die

Hörbarkeit
m A=ili,=(t+9)[s.

Das beste Verfahren zur Ausführung einer solchen Messung ist,
falls eine derartige Anordnung möglich ist, anscheinend, Probezeichen
senden zu lassen, die von einem Beobachter in nicht kurz geschlossenen
Telephonen und von dem die Hörbarkeit aufnehmenden Beobachter in
kurzgeschlossenen Telephonen abgehört werden. Man verringert dann
den Nebenschlußwiderstand allmählich, bis der Beobachter die Zeichen
nicht mehr richtig wahrzunehmen vermag. Auf diese Weise kann
man, wenn es im Beobachtungsraume vollkommen ruhig ist, und keine
atmosphärischen Störungen vorhanden sind, die Beobachtungsfehler bis
auf etwa 10 v. H. herabdrücken. Unter Verhältnissen, wie sie ge-
wöhnlich auf den Stationen herrschen, sind die Fehler selten kleiner
als 20 v. H. und erreichen unter sehr ungünstigen atmosphärischen
Verhältnissen zuweilen 50 v. H. oder gar noch mehr. ?)

Dieses Verfahren zur Anstellung telephonischer Messungen in der
drahtlosen Telegraphie ist für elektrolytische Detektoren und für
solche mit Kristallkontakt von verschiedenen Forschern untersucht
worden. 3)

1) Die Gleichmäßigkeit der von verschiedenen geübten Beobachtern
erhaltenen Hörbarkeitsablesungen ist sehr stark unterschätzt worden. Von
dem halben Dutzend Leuten oder darüber, die im Laboratorium mit der-
artigen Arbeiten beschäftigt gewesen sind, hat nur eine einzige Person, die
als etwas schwerhörig bekannt war, Ergebnisse erhalten, die sich im all-
gemeinen von den übrigen um mehr als 20 v. H. unterschieden.

2) Im allgemeinen zeigen an drahtlosen Stationen die Hörbarkeits-
ablesungen die Neigung, zu niedrig zu sein, und zwar infolge atmosphä-
rischer Störungen, störender Geräusche auf der Station und mangelhafter
Einstellung der Apparate.

8) F. Braun, Jahrbuch 8, 203, 1914. — L. W. Austin, Bull. Bur.
Stand. 7, 819, 1911; Reprint. 159. — Klages und Demmler (Jahrb. $,
212, 1914) versuchten mittels eines Kontaktdetektors eine lineare Beziehung
zwischen Senderstromstärke und Wert des Telephonnebenschlusses zu finden.
In einigen Zusammenstellungen und Zitaten ist ihr Mißerfolg als ein Beweis

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 20

Cai

298 Mitteilungen aus der Praxis.

Durch die ausgedehnte Verwendung von Vakuumröhren mit drei
Elektroden zum Empfang kontinuierlicher Schwingungen ist eine ähn-
liche Untersuchung des Verfahrens mit dem Telephon im Nebenschluß
für diese Detektoren wünschenswert geworden.

Eichung des Hörbarkeitsmeßkastens.

Die Anordnung der Apparatur wird durch Fig. 1 dargestellt.
Hier ist A ein Wellenmeßkreis, der entweder durch ein Audion oder
einen Summer erregt wird, B ein Zwischenkreis oder ein künstlicher
Luftleiter, C der Empfängerkreis, der dem üblichen sekundären Emp-
fängerkreis entspricht. Die Stromstärke in dem Kreise B wurde durch

G A

Fig. 1.

Änderung der Koppelung AB verändert, während der Hörbarkeits-
bereich im Empfangskreise C in jedem einzelnen Versuch durch die
Koppelung BC festgelegt wurde. Die Stärke des Hochfrequenzstromes
in B wurde mittels eines Siliziumdetektors und eines Galvanometers
relativ gemessen. Es war natürlich nicht möglich, an dem Galvano-
meter Ablesungen zu erhalten, welche den ganzen Bereich der Hör-
barkeit im Telephon von 1 bis 5000 umfaßten, zumal da der Silizium-
detektor im Verhältnis zum Quadrate der Hochfrequenzstromstärke an-
spricht, während die Hörbarkeit des schwingenden Audions der ersten
Potenz dieser Stromstärke proportional ist.!) Das Galvanometer konnte

gegen die Verwendbarkeit des Verfahrens mit kurzgeschlossenem Telephon
für quantitative Messungen angeführt worden. Berechnet man ihre eigenen
Beobachtungen unter Zugrundelegung eines wahrscheinlichen Wertes für
den Widerstand ihres Telephons neu, so zeigen sie eine schöne lineare Be-
ziehung zwischen dem Quadrate der Senderstromstärke und der Hörbarkeit
nach deren oben gegebener Definition.

1) Journ. Wash. Acad. 6, 81, 1916.

Mitteilungen aus der Praxis. 299

während einer Versuchsreihe nicht kurzgeschlossen werden, weil es
sich herausstellte, daß dadurch die Empfindlichkeit des Detektors be-
einflußt wurde.

Der bei den Kutloniölerhouen benutzte Hörbarkeits-Nebenschluß.
widerstand gehörte einer bereits beschriebenen Ausführungsform an.!)
Sein Bereich erstreckt sich von der Hörbarkeit 1 bis zur Hörbarkeit
5000 in 84 durch einen einzigen Kontakthebel zu betätigenden
Stufen. Der Widerstandskasten war so geeicht, daß er ohne weiteres
die Hörbarkeit angab, wenn er im Verein mit Telephonen benutzt
wurde, die für den Ton mit der betreffenden Schwingungszahl einen
Effektivwiderstand von 5000 Ohm hatten. Die benutzten Telephone
hatten einen Gleichstromwiderstand von 2040 Ohm und eine Strom-
empfindlichkeit von 5 x 101° Amp, bei 1000 Funken in der Sekunde.

Bei der Ausführung der Messungen wurde die Koppelung BC
ungeändert belassen und währenddessen die Koppelung AB verändert;
dabei wurden die entsprechenden Hörbarkeiten und die zugehörigen
Galvanometerausschläge verzeichnet. Dann wurde die Koppelung BC
verändert, und die Beobachtungen wurden für einen neuen Hörbarkeits-
bereich wiederholt; dabei wurde dafür Sorge getragen, daß die Kop-
pelung BC niemals eng genug wurde, um eine Beeinflussung des
Detektors im Schwingungskreise B durch die lokalen Schwingungen
im Audionkreise zu gestatten. Auf diese Weise wurde das Verhältnis
der Stromstärke im Kreise B zu den Hörbarkeitsablesungen für ver-
schiedene Meßbereiche des Hörbarkeitskastens bestimmt.

Die Tabelle I läßt die Proportionalität zwischen der Hörbarkeit
und der empfangenen Stromstärke für fünf Bereiche erkennen; hierbei
ist die Stromstärke proportional der Quadratwurzel aus den Aus-
schlägen des Detektorgalvanometers im Kreise B. Die sich zeigenden
Abweichungen liegen durchaus innerhalb der Versuchsfehlergrenzen.

Tabelle I.
Verhältnis der Stromstärke - Anzahl der
Hörbarkeitsbereich | — A
Verhältnis der Hörbarkeit Beobachtungsreihen
1— 2 0.95 6
i— 10 0.93 6
10— 100 0.94 5
100—2000 1.05 q
250—5000 1.03 E 16

1) Journ. Wash. Acad. 3, 133, 1913.
20*

300 Mitteilungen aus der Praxis.

Die Tabelle II gibt die Beobachtungen für eine zwischen den
Hörbarkeiten 3 und 80 angestellte Beobachtungsreihe im einzelnen
wieder. Aus diesen Beobachtungen können wir folgern, daB unter den
gegebenen Versuchsbedingungen das Verfahren des kurzgeschlossenen
Telephons Ergebnisse liefert, die innerhalb der Versuchsfehlergrenzen
richtig sind. | |
Tabelle II.

Stromsstärkeverhältnis
Hörbarkeitsverhältnis | Stromstärkeverhältnis | —- —

| Hörbarkeitsverhältnis

l 4

E a BEE 2

3 a eT

Fa e
} s '

> TE | 0.89 `

a a - 089

0 Í

> . = | 0.85

52 E De Ä 0.99

= | 2 0.93

s0 |

D | nn 0.93

Das vorstehend geschilderte direkte Eichverfahren ist besser als das
übliche, das eine Bestimmung der Impedanz der Telephone in sich schließt.
Diese Impedanz ist bei den sehr geringen Stromstärken, wie sie beim tat-
sächlichen Empfang auftreten, schwer zu bestimmen, und außerdem be-
gegnet dieses Verfahren den Unsicherheiten, welche von Änderungen der
gesamten Stromstoßstärke bei geschlossenem Nebenschluß herrühren,

Absolute Empfindlichkeit des schwingenden Audions.
Das Verhältnis zwischen der Hörbarkeit im schwingenden Audion
und jener im Audion alter Bauart für Summersignale ist häufig be-
stimmt worden und beträgt im Durchschnitt etwa 600, wenn man

Mitteilungen aus der Praxis. 301

die Hörbarkeit im Audion alter Bauart zu 1 ansetzt. Ähnliche Ver-
gleichungen sind zwischen dem alten Audion und dem elektrolytischen
Detektor mit freiem Draht angestellt worden, und zwar mit dem Er-
gebnis, daß die mittlere Empfindlichkeit des alten Audions sich als 1,7mal
so groB wie jene des elektrolytischen Detektors herausgestellt hat.
Die äußersten Abweichungen bei verschiedenen Röhren waren 1,5 und
1,8. Gelegentlich der Versuche in Brant Rock!) wurde eine sehr
sorgfältige Bestimmung der Wattzahl im Empfangssystem angestellt,
die erforderlich war, um in den damals in Verbindung mit dem
elektrolytischen Detektor benutzten Telephonen ein für normale Ohren
hörbares Signal hervorzubringen. Diese Zahl wurde zu 25 x 10-1
Watt bestimmt. Durch die Verbesserungen an den Telephonen ist sie
auf 12,25 x 101% Watt verringert worden. Auf Grund aller dieser
Daten wurde geschätzt, daB die geringste zur Erzeugung eines Signals im
schwingenden Audion fähige Energiemenge bei Verwendung von Tele-
phonen mit 2000 Ohm Widerstand und einer Stromempfindlichkeit von
5x 10719 Amp. bei 1000 Perioden 1,2 x 10715 Watt beträgt. Auf
Grund dieses Wertes wurde eine Zahlentafel berechnet?) unter der An-
nahme, daß das schwingende Audion im Telephon eine Änderung der
Stromstärke hervorbringt, welche der Quadratwurzel aus der Zahl der
empfangenen Watt proportional ist.) |

Um über die Empfindlichkeit des Audions Sichereres zu erfahren,
wurde die der Hörbarkeit Eins im schwingenden Audion entsprechende
Energie im Empfangssystem neuerdings bestimmt, Das dabei an-
gewandte Verfahren ist praktisch das bei den Versuchen zu Brant Rock
benutzte. Der in Fig. 2 dar gestellte Aufbau der Apparatur war mit
geringen Abänderungen der in Fig. 1 wiedergegebene. Der Sender-
wellenmesser A wurde durch ein schwingendes Audion erregt, welches
mehrere Watt zu liefern vermochte und dadurch die Anwendung loser
Koppelung zwischen den Schwingungskreisen A und B möglich machte.
Der Detektor des Schwingungskreises B wurde entfernt und ein
empfindliches Vakuum-Thermoelement mit einem Widerstande von
28 Ohm unmittelbar in den Schwingungskreis eingeschaltet. Dieses
Thermoelement lieferte in Verbindung mit dem angewandten Galvano-
meter einen Ausschlag von 1 mm für 40,4 x 10° Amp, im Kreise B.
In den Schwingungskreis C wurde ein doppelpoliger Umschalter ein-
geschaltet, so daß der eigentliche Empfängerkreis mit dem Audion

1) Bull. Bur. Stand. 7, 315, 1911; Reprint 159.

2) Proc. Inst. Radio Eng. 4, 255, 1916.
3) Journ. Wash. Acad. 6, 81, 1916.

302 Mitteilungen aus der Praxis.

oder mit einem Siliziumdetektor und einem Galvanometer verbunden
werden konnte. Unter Verwendung des Siliziumdetektors im Kreise C
bei einer solchen Einstellung der Koppelung BC, daß der größte Aus-
schlag im Galvanometer des Siliziumdetektors erhalten wurde, wurde
eine Vergleichung zwischen den Ausschlägen des 'Thermoelementes im
Kreise B und den Detektorausschlägen im Kreise C vorgenommen.
Durch Interpolation war dann die Möglichkeit gegeben, das Detektor-
galvanometer in C zur Messung der Radiofrequenzströme in B zu
benutzen, selbst wenn sie klein genug waren, um das Ansprechen des
schwingenden Audions in den Meßbereich des Hörbarkeitsmeßkastens
zu bringen, wenn das Audion mit dem sekundären Empfangskreise C
verbunden war.

Zum Si. Decektor .

Zum Audin.

Fig. 2.

Die Empfindlichkeit des Audions ist sehr stark von der Einstel-
lung seiner Schwingungskreise abhängig. Es ist daher notwendig, ein
bestimmtes Verfahren für die Vornahme dieser Einstellung zu wählen.
Das nachstehend geschilderte Verfahren liefert zwar nicht die größte
Empfindlichkeit, scheint indessen die am leichtesten reproduzierbaren
Ablesungen zu ergeben: Der Luftleiter und der geschlossene Schwin-
gungskreis werden zunächst bei sehr loser Koppelung auf die besten
Signale abgestimmt durch Einstellung des Nebenschlußkondensators,
des Gitterkondensators und Verstärkung der etwa vorhandenen Kop-
pelung. Dann wird die Hauptkoppelung allmählich bis zur günstigsten
Stellung gelockert und der Sekundärkreis für die gewünschte Tonhöhe
etwas nachreguliert, wobei man den Luftleiter unverändert läßt.})

am ee u

1) Um falsche Ablesungen zu vermeiden, muß man, wenn die Signal-
stärke die Hörbarkeit 100 überschreitet, eine Seite der Beobachtungstelephone
durch eine passende Drosselspule (ein Paar Telephone von 2000 Ohm) erden,
um die von der Kapazität des Körpers des Beobachters ausgehenden Wir-
kungen zu vermeiden. Um das Aussetzen der Schwingungen zu verhindern,

Mitteilungen aus der Praxis. 308

Die Hörbarkeitsmessungen wurden nach dem bereits erwähnten
Verfahren mit Prüfzeichen ausgeführt. Es gelangten bei den Mes-
sungen drei Wellenlängen zur Verwendung, nämlich 3000 m, 6000 m
und 10000 m. Die Selbstinduktion im Sekundärkreise C betrug für
8000 m nahezu 12 mH. Bei 6000 m wurden Beobachtungen mit
einer Selbstinduktion von 12 mH, sowie gleichfalls mit einer solchen
von 85 mH angestellt. Bei 10000 m wurden 36 mH benutzt.

In Tabelle III sind die ausführlichen Angaben über eine Be-
obachtungsreihe bei 3000 m aufgeführt. Hier ist D der Ausschlag
des Detektorgalvanometers, I die Stromstärke im Kreise B, W die
Wattzahl im Kreise B, A die entsprechende Hörbarkeit im Audion
und W, die Wattzahl für die Hörbarkeit Eins oder W/A?. Der Ge-
samtwiderstand R in dieser Tabelle ist der Widerstand des Kreises B,
vermehrt um den Widerstand, der von der Koppelung des Kreises C
mit angehängtem Siliziumdetektor herrührt. Diese Summe beläuft sich
auf das 1,7fache des Widerstandes des Kreises B allein.

Tabelle III.
y = 3000m R=65 Ohm L.= 12 mH.

1 mm Ausschlag im Siliziumdetektorgalvanometer = 6,2—107° Amp.
im Kreise B.

D z I wW W,
wm v 10-8 Amp. | 10-10 Watt 10-15 Watt
23 | 152 | 64 57,2 | 2500 0,92

4.0 2,00 12,4 100.1 3000 111

20 141 8,7 50.1 2000 1.25

22 148 92 55.2 2300 1.02

4.0 200 | 124 | 1001 3000 | EU

Mittel: 1,09
In Tabelle IV sind die Mittelwerte der für die Hörbarkeit Eins
bei den angegebenen Wellenlängen erforderlichen Energie angeführt.

Tabelle IV.
y L, W,
Meter mH 10715 Watt
3000 12 1,09
6000 12 1,72
6000 36 1,55
10000 | 36 l 1,51

Sn Mittel: 1,45

kann man einen hohen Widerstand (100000 Ohm oder darüber) parallel zum
Gitterkondensator schalten, oder man kann das Gitter durch einen Konden-
sator von einigen wenigen Zehntausendsteln eines Mikrofarads erden.

304 Mitteilungen aus der Praxis.

Da die Wattzahl dem Quadrate der Hörbarkeit proportional ist,
und da die Hörbarkeit unter den beobachteten Größen die bei weitem
ungenaueste ist, so ist die Genauigkeit des Wertes für die Wattzahl
bei der Hörbarkeit Eins nicht sehr hoch. Nehmen wir den Fehler
im Mittelwerte für die Hörbarkeit zu 20 v. H. an, — ein Betrag,
der unter den tatsächlichen Versuchsbedingungen sicherlich groß genug
ist —, so würde der Fehler für die Wattzabl bei der Hörbarkeit Eins
40 v. H. betragen. Wir können dann den wahrscheinlichen Mindest-
wert dieser Größe für unsere Telephone und unsere Beobachter roh
zu 1 X 10715 Watt und den Höchstwert zu 2x 1015 Watt anneh-
men. Der durch Vergleichung zwischen schwingendem und nicht
schwingendem Audion gefundene Wert von 1,2 x 10-15 Watt liegt
innerhalb dieser Grenzen. Die seitens der auftretenden Wellen am
Luftleiter erzeugte EMK. und der empfangene Luftleiterstrom, die
vom theoretischen Gesichtspunkte aus die wichtigsten Größen sind, die
sich aus den Beobachtungen beim Arbeiten über große Entfernungen
ableiten lassen, haben denselben Fehler wie die Hörbarkeitsablesungen.

Zusammenfassung.

Nach einer Betrachtung über das Verfahren und die Genauigkeit
bei der Hörbarkeitsmessung mittels des kurzgeschlossenen Telephons
gibt der Verfasser eine Anordnung zur Eichung eines gewöhnlichen
Hörbarkeitsmeßkastens für den Fall an, daß dieser in Verbindung mit
einem schwingenden Audion benutzt wird. Es stellt sich heraus, daß
das Verfahren, gerade wie bei anderen Detektoren, genauer als auf
20 v. H. ist.

Die absolute Empfindlichkeit des schwingenden Audions ergibt
sich für ein eben hörbares Signal zu 1,2 x 101° Watt. Diese Emp-
findlichkeit ist mehr als 10°mal so groß wie die des elektrolytischen
Detektors und 7 X 10°mal so groß wie jene des normalen Audions
für Summersignale.

Die Einzelheiten der Messungen und die erforderlichen Vorsichts-
maßregeln werden ausführlich geschildert.

(Aus dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

(Eingesandt 31. Jan. 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Ikl&, Berlin-Zehlendorf
(Wannseebahn), Milinowskistr. 31.

H. Eales. Patentschau. 8305

Patentschau.
Von H. Eales.

In diesem und in den folgenden Heften des Jahrbuchs soll über
den Inhalt einer Reihe von Patentschriften berichtet werden, die sich
auf Kathodenstrahlröhren beziehen. Gerade auf diesem Gebiete
ist die Zahl der in der letzten Zeit erschienenen ausländischen Patent-
schriften ziemlich groß. Zunächst werden besondere konstruktive
Ausgestaltungen dieser Apparate behandelt werden, einschließlich
der bei ihrer Herstellung anzuwendenden Verfahren und Kunstgriffe.
Sodann soll auf die Schaltungen dieser Röhren für die verschiedenen
Verwendungszwecke (Hochfrequenz-, bezw. Niederfrequenzverstärkung
einerseits und Gleichrichter-, bezw. Detektorwirkung andererseits) einge-
gangen werden, und endlich sollen auch solche Patentschriften behandelt
werden, die sich auf die Verwendung solcher Kathodenstrahlröhren
als Relais im allgemeinen und zur Beeinflussung der Stärke von
Hochfrequenzschwingungen zwecks Übermittlung von Zeichen und
Tönen für die Zwecke der drahtlosen Telephonie im besonderen richten.

Die General Electric Company in Amerika gibt in der briti-
schen Patentschrift 15788 vom Jahre 1914 eine Beschreibung einiger
Hauptkonstruktionen von Dreielektrodenröhren, die in der Hauptsache
von Irving Langmuir herrühren. Das wesentlichste Merkmal dieser
Röhren besteht darin, daß sie fast vollkommen gasfrei sind, der Gas-
druck beträgt nur noch einige Hundertstel Mikron Quecksilbersäule,
und infolge dieses außerordentlich hohen Vakuums findet die Strom-
leitung in der Röhre fast ausschließlich durch die Elektronen statt,
denn es sind zu wenig Gasreste vorhanden, um eine genügende Zahl
von positiven Ionen durch Stoßionisation zu erzeugen. Infolgedessen
fehlt bei diesen Röhren jedes blaue Glühlicht und jede Glasfluorescenz
selbst bei sehr hohen Spannungen. Außerdem findet keinerlei Bom-
bardement der Kathode durch die Masse positiver Ionen statt und
daher ist auch die Zerstäubung der Kathode fast vollkommen ver-
mieden. Die Wirkung der Röhre ist infolgedessen viel regelmäßiger
und leichter dauernd zu erhalten als bei Röhren, die noch Reste von
Gasen enthalten. Das Hauptziel beim Entlüftungsverfahren dieser
hochgradig evakuierten Röhren besteht. wie bei der Entlüftung der
bekannten Coolidge X-Strahlenröhren, in dem Austreiben der von
den Elektroden occludierten Gase. Während des Evakuierens . wird
das Glas so hoch erhitzt, wie es ohne Weichwerden der Glaswandung

306 H. Eales.

möglich ist, und die besten und bewährtesten Kunstgriffe, die beim
Evakuieren von elektrischen Glühlampen im Gebrauch sind, werden
sinngemäß angewendet. Dann wird, während die Röhre noch heiß ist,
eine Gaedesche Molekularpumpe angewendet, um die übriggebliebenen
Dämpfe und Gase zu entfernen; oder es werden bekannte chemische
Mittel zum Evakuieren, wie z. B. die elektrische Verdampfung von
Calcium oder Magnesium angewendet. Entweder vor oder auch noch
während des Evakuierens wird die Anode erhitzt, besonders, wenn die
Elektroden der fertigen Röhre während des normalen Betriebes bei
hohen Temperaturen arbeiten sollen, und zwar wird zu diesem Zwecke
die Temperatur der Anoden auf helle Weißglut gesteigert. Wenn die
Entlüftung weit vorgeschritten ist, wird eine geeignete Spannung

Fig. 1.

zwischen zwei der Elektroden angelegt, um so die Metalle der Elek-
troden dem Elektronenbombardement auszusetzen. Man muß dabei
Vorsorge treffen, daß das blaue Glühlicht nicht auftritt, da sonst eine
Zerstäubung und ein Zerfall der Kathode entstehen würde. Während
die Lüftpumpe beständig in Betrieb gehalten wird, wird dann die an
die Elektrode gelegte Spannung schrittweise erhöht, bis eine Span-
nung erreicht ist, die höher. ist als die, bei der die Röhre im Betriebe
arbeiten soll. Ist die Röhre für stärkere Ströme bestimmt, so soll
das Bombardement kräftig genug sein, um die Elektrode zu erhitzen.
Metallelektroden, die so behandelt wurden, können dann der Luft
unter gewöhnlichem Atmosphärendruck ausgetzt und z. B. aus der
Röhre herausgenommen und in andere Röhren eingesetzt werden, ohne
daß sie dabei Gase wieder absorbieren. Fig. 1 zeigt eine solche Röhre,
die als Verstärker wirken soll. Die Glühkathode 3, die in Fig. 2 be-
sonders dargestellt ist, wird durch eine Feder 7 straff gespannt ge-
halten, die beim Erhitzen sich senkt. Die Steuerelektrode 10 besitzt

Patentschau. 307

die Gestalt eines Gitters aus feinem Draht, der auf den Glas- oder
Quarzrahmen 99’, der die Kathode trägt, aufgewunden ist. Die
Anode 12 bildet ein zickzackförmig über Haken 13 gespannter Draht.
Sowohl die Anode als auch das Gitter bestehen aus Tantal oder anderem
Metall mit außerordentlich hohem Schmelzpunkt, Die Anode besitzt
zwei Zuführungsdrähte 16 und 17, und das Gitter hat ebenfalls zwei
Zuleitungsdrähte 18 und 19, mit Hilfe deren sie während des Eva-
kuierens zwecks Erhitzens mit Strom beschickt werden können. Je
einer dieser Zuleitungsdrähte dient dann während des Betriebes der
Röhre als Elektrodenzuführung.

Im Gegensatz zu dieser Ausführung der Röhre, die für die Zwecke
der Hoch- oder Niederfrequenzverstärkung bestimmt war, sollten die
Röhren, die als Detektor arbeiten sollen, bis zu einem bestimmten
Grade Spuren von Gasen enthalten. Bei einem bestimmten Gas- oder
Dampfdruck in der Röhre folgt dann die Stromveränderung im Ver-
stärkungs- (Anoden-)kreis der Potentialveränderung im Gitterkreis sehr

Marr: ll TED 92

GA 25) zu

Fig. 2.

viel besser als im Falle der reinen Elektrodenentladung; bei einer
bestimmten Spannung zwischen der Gitterelektrode und der Kathode
dagegen und innerhalb eines engen Bereiches besteht eine Art von
labilem Zustand derart, daß, wenn Hochfrequenzschwingungen dem
Gitterkreis zugeführt werden, eine plötzliche Abnahme des Stromes
im Verstärkungs- oder Anodenkreis stattfindet, wodurch eine sehr
empfindliche Detektorwirkung erreicht wir. Um den hierzu not-
wendigen Gasdruck genau einstellen zu können, wird in die Röhre vor
dem Zuschmelzen eine geringe Menge eines verdampfbaren Materials,
2. B. eines Amalgams, oder Schwefel, oder Phosphorsäure-Anhydrid ge-
bracht. Quecksilber selbst gibt zu hohe Gasdrucke. Wenn Amalgame ange-
wendet werden, wird das zu amalgamierende Metall, z. B. Silber, vor
dem Evakuieren in die Röhre gebracht und zugleich etwas Quecksilber
in einen Seitenansatz der Röhre. Nach der Entlüftung kann der
Quecksilberdampf sich durch die ganze Röhre verbreiten. Bei Zimmer- _
temperatur sind dann ein bis zwei Tage erforderlich zur Amalgamie-
rung. Der überschüssige Dampf wird in dem seitlichen Röhrenansatz
durch eine Kältemischung kondensiert und die Röhre dann abgeschmolzen.

308 H. Eales.

Eine so behandelte und hergestellte Röhre soll bei Zimmertemperatur
eine vollkommen reine Elektronenentladung zwischen der Anode und
der Kathode ohne jede Gasionisation aufweisen, selbst bei Anwendung
von Spannungen bis zu 400 Volt.

Ebenfalls auf konstruktive Einzelheiten solcher thermionischen Ver-
stärkeröhren (sogenannte Audions) bezieht sich die britische Patent-
schrift 1694 vom Jahre 1915 der Western Electric Company.
Das Hauptkennzeichen dieser Röhren besteht in dem sehr engen Zu-
sammenbau der Steuer- oder Gitterelektrode und der Glühkathode,
wobei natürlich eine gegenseitige Berührung ausgeschlossen werden
muß. Je näher aber diese beiden Elektroden einander sind, desto
besser ist, wie festgestellt worden ist, die Verstärkungswirkung der
Röhre. Die Praxis hat ergeben, daß ein dünner Überzug einer Sub-
stanz, wie z. B. Nickeloxyd, ausreichend ist, um die beiden Elek-

Fig. 3,

troden genügend voneinander zu trennen. Ein anderer wichtiger
Umstand besteht in der geeigneten Anordnung der Hauptanode in
bezug auf die anderen beiden Elektroden, wobei diese Verhältnisse
sich nach den näheren Umständen richten, unter denen die Röhre
benutzt werden soll. Als Faustregel in dieser Beziehung gilt, daß,
je weiter die Anode von der Kathode und der Gitterelektrode ent-
fernt ist, wenn letztere sehr nahe beieinander angeordnet sind, desto
höher die im Verstärkungsstromkreis erforderliche Spannung ist. Dies
kann man sich aus der wohlbekannten Tatsache erklären, daß in einer
Anordnung wie derjenigen der Audionröhre die Hauptwirkung der
Steuerungs- oder Gitterelektrode elektrostatischer Natur ist. Besonders
wichtig ist es auch, daß die Steuerungs- oder Gitterelektrode eine
möglichst große Oberfläche besitzen soll. Wie dies im besonderen er-
reicht wird, zeigen die Figg. 3, 4, 5 und 6. Fig. 5 stellt eine schau-

Patentschau. 809

bildliche Ansicht der Elektrodenanordnung dar und Fig. 4 einen Grund-
riB dazu. Die Steuerungselektrode besteht aus einem Draht 1b in
Gestalt eines umgekehrten V, und auf dieser ist der Draht 2b auf-
gewunden, der beim Erhitzen die Elektronenentladung liefert. Die im
Verstärkungsstromkreis liegenden Anoden werden durch die Platten 3b
gebildet. Man sieht also, daß das Gitter des Audions hier durch
einen V-förmig gestalteten Draht gebildet wird, der nicht in den Raum
zwischen die Kathode und die Hauptanode hineinragt. Bei der An-
ordnung gemäß Fig. 5 ist die Steuerungselektrode le, die aus einer
beliebigen Anzahl von Armen oder Zweigen bestehen kann, mit dem

Fig. 5. Fig. 6.

Kathodendraht 2e umwunden, wobei die Isolation zwischen diesen
beiden Elektroden, wie oben bereits erwähnt, für gewöhnlich Nickel-
oxyd ist. Dadurch, daß die Anodenplatte 3e nahe an den anderen
Elektroden liegt, wird erreicht, daß trotz Anwendung nur niedrigerer
Spannungen stärkere Ströme im Verstärkungsstromkreis auftreten. Fig. 6
zeigt eine abgeänderte Ausführung. Die Steuerungselektrode 1g ist ein
Zylindermantel mit einer schraubenförmigen Nut, in welche die Draht-
kathode 2g gewunden ist. Die Anode des Verstärkungsstromkreises 3g
ist ein großer, konzentrischer Hohlzylinder. Fig. 7 endlich zeigt eine
Weiterbildung dieser letztgenannten. Röhrenform, die speziell zum
Arbeiten mit größeren Stromstärken bestimmt ist. Diese Röhre besitzt
eine im Innern der zylinderförmig ausgebildeten Vakuumröhre 8 an-

310 H. Eales.

geordnete und durch beide zylinderförmig ausgebildeten Elektroden 1},
2h, 35h hindurchgehende Röhre 9. Durch den durch diese Röhre 9
gebildeten Kanal kann eine Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet werden,
oder die ganze Röhre kann auch in einen Behälter mit Kühlflüssig-
keit eingetaucht werden, denn bei ausreichender Kühlung kann die
Röhre stärker belastet werden.

Die in Fig. 6 dargestellte Röhrenform bildet auch den Gegen-
stand des amerikanischen Patentes 1130009, das auf den Namen
A. Mo L. Nicolson erteilt worden ist, während die amerikanischen
Patente 1180042 und 1130008, die auf den Namen H. J. van der
Bijl und A. Me L. Nicolson lauten, ähnliche Formen zeigen, wie
die Figg. 3—5. Der Vollständigkeit halber seien die Figuren dieser

beiden zuletzt genannten amerikanischen Patentschriften hier reprodu-
ziert (Figg. 8, 9 u. 10). Eine weitere Form der Verstärkungsröhren
zeigt Fig. 11 nach der amerikanischen Patenttchrift 1128280 von
Harold De Forest Arnold in East Orange, New Jersey, V. St. A.,
wobei zugleich die Schaltung dargestellt ist, um die Röhre als Tele-
phonrelais zur Verstärkung schwacher Telephonströme zu verwenden,
die durch die in der Linienleitung liegende Primärspule 18 des Trans-
formators 11 gesandt werden. Naturgemäß kann die Primärspule 13
aber auch in die Antenne drahtloser Empfangsstationen geschaltet, und
so die Röhrenschaltung für Empfangszwecke der drahtlosen Telegraphie
verwendet werden. Die Glühkathode besteht aus zwei Teilen 2 u. 2%,
zwischen denen die Anode 4 des Verstärkungsstromkreises angeordnet
ist. Neben jeder Teilkathode 2 und 2° befindet sich eine Steuerungs-
elektrode (Gitter) 8 und 3°. Letztere sind an die beiden Enden der

Patentschau. | 811

Sekundärspule 10 des Empfangstransformators 11 gelegt, während
der negative Pol der Batterie 12 im Steuerungsstromkreis an den
mittleren Punkt dieser Sekundärspule 20 gelegt ist. 6 ist die Heiz-

Fig. 10.

batterie für die Glühkathoden und 5 ein Draht, der die beiden Teile
der Glühkathode stromleitend verbindet. 7 ist eine Batterie im Ver-
stärkungsstromkreis, und 9 ein Transformator mit Primär- (8) und

312 H. Eales.

Sekundärwirkung (24) für den Telephonhörer 15. Die Wirkungsweise _
dieser Schaltung ist folgende: An den beiden Hälften der Glühkathode
bestehen elektrostatische Felder, die gemeinsam durch die positive
Elektrode 4 im Verstärkungsstromkreis und durch die negative Gitter-
elektrode 3 und 3°? gesteuert werden. Diese Elektroden haben Poten-
tiale, die anfangs so eingestellt sind, daB nur ein schwacher Strom

ASAN S
R

> III

<
N

$ a —

nach der Platte 4 fließt. Das negative Potential der Steuerungselek-
troden, die vorzugsweise sehr nahe neben den Kathodenzweigen und
zwischen diesen und der Platte angeordnet sind, kann klein sein im
Vergleich mit dem positiven Potential der Verstärkungselektrode, die
von den Kathodenzweigen weiter entfernt ist. Wenn nun das Potential
irgendeiner Steuerungselektrode noch mehr negativ wird, kann der
Strom von der Glühkathode zur Platte nur bis auf Null sinken, da
die einseitige Leitfähigkeit der Röhre keinen Stromfluß in der ent-
gegengesetzten Richtung zuläßt. Daher ist die Abnahme des Stromes
im Verstärkungsstromkreis, welche durch diese Potentialänderung her-

Patentschau. 313

vorgerufen wird, sehr klein. Wenn andererseits das negative Potential
der Steuerungselektrode vermindert wird, so wächst der Strom im Ver-
stärkungsstromkreis um einen beträchtlichen Wert. Trotzdem kann
kein Strom außer dem sehr kleinen Betrag, der möglicherweise durch
die elektrostatische Kapazität zwischen den Steuerungselektroden und
der Glühkathode zugelassen wird, im Steuerungsstromkreis fließen, und
daher wird auch keine Energie außer dem kleinen Verlust, der durch den
Transformator 11 bedingt ist, aus dem Schwingungskreis, der die
zu verstärkenden oder anzuzeigenden Schwingungen (Antennenkreis)
führt, verbraucht zur Auslösung des Gleichstromes im Verstärkungs-
stromkreis.

Andere ebenfalls aus Amerika stammende Röhrenformen und Röhren-
schaltungen beschreibt die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft
in Berlin in ihrer Deutschen Patentschrift 293539, für welche ge-
mäß dem Unionsvertrag die Priorität auf Grund der Anmeldung in
den Vereinigten Staaten von Amerika vom 29. Oktober 1913 bean-
sprucht ist. Die Erfindung verfolgt ebenfalls den Zweck, die Wirkung
der Raumladung bei Entladungsgefäßen, die ohne Gasionisation, bezw.
ohne Gasleitung arbeiten, auf die Elektronenentladung zu verringern,
die Wirkung negativ geladener Körper in der Nähe der Kathode
abzuändern, die Entladestromstärke für eine gegebene Spannung zu
vergrößern, Elektronen von verhältnismäßig gleichmäßiger Geschwindig-
keit zu liefern und die Kathode selbst gegen mechanische Beschädigung,
bezw. mechanische Spannungen infolge elektrostatischer Kräfte zu
schützen. |

Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung in der Nähe der
Kathode ein weiterer leitender Körper vorgesehen und auf einem be-
stimmten positiven Potential gehalten. Dieser Leiter erhält vorzugs-
weise die Form eines die Kathode umfassenden Doppelgitters oder
Doppelrostes und ist mit einer Spannungsquelle verbunden, die vor-
zugsweise eine niedrige Spannung liefert.

Fig. 12 zeigt eine dieser Ausführungsformen dieser Entladungs-
röhre. Daselbst ist ein Teil der das Entladungsgefäß bildenden ein-
hüllenden Glocke 1 weggebrochen dargestellt, um das Innere zu zeigen.
Die Kathode 2 besteht aus einem V-förmigen Faden, die Anoden 8
und 4 aus kleinen Scheiben. Die Kathode wird von einem Rahmen 5
umgeben, welcher passenderweise aus Glas bestehen kann, und auf
welchen ein feiner Draht gewickelt ist, der ein Doppelgitter 6 bildet,
welches mit seinem eng aneinanderliegenden Windungen die Kathode 2

umfaßt. Zwischen diesem Gitter und jeder der Anoden liegt je
Jahrb. d. draht. Telegraphie u. Telephonie., 12. 21

314 | . H. Eales.

eine Hilfselektrode 7, bezw. 8, die gleichfalls gitterförmig ausge-
bildet sind.

Die Kathode ist mit Stromzuführungsdrähten 9 und 10 verbunden,
die ihrerseits mit Stromeinführungsdrähten 11 und 12 verbunden sind,
die in der üblichen Weise in dem Fuß 13 der Glasglocke einge-
schmolzen sind. Der Kathodenfaden wird durch eine an seiner Biegung

angreifende, im Rahmen 5 befestigte Feder 14 gespannt gehalten. Die
Elektroden und die Gitterdrähte bestehen beispielsweise aus duktilem
Wolfram. Die Kathode und die Gitter sitzen mittels Glasstäbchen
auf einem Traggestell 15. Die Anodenstiele 16 und 17 bestehen aus
Wolfram oder Molybdän und werden in rohrförmigen Ansätzen 18
und 19 der Glasglocke durch Federn 20, welche sich gegen die Wände
der Ansätze legen, in ihrer Lage gehalten. Zu den Anoden wird in
der üblichen Weise durch Einführungsdrähte 21 und 22 die strom-
leitende Verbindung hergestellt, zu dem die Kathode umgebenden
Gitter 6 durch einen Stromeinführungsdraht 23. Die Gitter 7 und 8

Patentschau. | 815

sind vorzugsweise auf metallische Rahmen 24 und 25 gewickelt, die
beispielsweise aus Chromeisen bestehen und die Windungen der Gitter
kurzschließen. Durch die Leiter 26 und 27 wird eine stromleitende
Verbindung zu den Rahmen, bezw. Gittern hergestellt.

In der Fig. 13 ist die gegenseitige Lage der Elektroden und
Gitter mehr schematisch und dadurch deutlicher dargestellt. Wie diese
Fig. 13 zeigt, wird die Kathode 2 durch eine Batterie 29 oder eine
andere geeignete äußere Stromquelle zum Glühen gebracht. Das um-
gebende Gitter 6 ist an den positiven Pol einer Spannungsquelle,

z. B. einer Batterie 30, angeschlossen, Ueren negativer Pol mit der
Kathode verbunden ist. Das Entladungsgefäß wird soweit als möglich
entlüftet, wobei die Elektroden von Gas befreit werden, indem das
Gefäß bereits an der Pumpe in Betrieb genommen wird, und zwar
zunächst mit einer Spannung unterhalb desjenigen Wertes, bei welchem
eine schädliche, an dem blauen Glimmlicht erkennbare Gasionisierung
eintritt; in dem Maße, wie aus der Anode durch das Elektrodenbom-
bardement Gas ausgetrieben wird, wird die angelegte Spannung fort-
schreitend gesteigert und gleichzeitig das frei gewordene Gas fortlaufend
durch die Pumpe abgeführt. Die angelegte Spannung soll schließlich
vor dem Abschmelzen gewöhnlich so hoch gesteigert werden, daß sie
die normale Betriebspannung übertrifft. Das Vakuum, dessen Grad
21*

316 H. Eales.

von der Art und Anwendung des Entladungsgefäßes abhängt, soll im
allgemeinen so niedrig sein, daß es nur einige hunderttausendstel
Millimeter Quecksilber oder noch weniger beträgt.

Die in Fig. 13 dargestellte Anordnung eignet sich im besonderen
zu der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, bezw. zur Ge-
winnung von Wechselstrom aus einer Gleichstromquelle.e Zu diesem
Zwecke sind die Anoden 3 und 4 durch Leiter 31 und 32 mit der
Primärwicklung eines Transformators 33 verbunden. Die Gleichstrom-
quelle ist mit 34 bezeichnet und besteht beispielsweise aus einem
Gleichstromerzeuger oder aus einer Batterie, deren negativer Pol durch
einen Leiter 35 mit der Kathode 2, und deren positiver Pol durch
den Leiter 36 mit einem mittleren Punkt der Primärwicklung des
Transformators 33 verbunden ist. Die Gitter 7 und 8 sind durch die
Leiter 37 und 38 mit einer Wechselstromquelle 39 verbunden, die
diejenige Frequenz besitzt, die man dem zu. erzeugenden Wechselstrom
zu geben wünscht. Diese Wechselstromquelle kann beispielsweise, wie
gezeichnet, aus einem Transformator 39 bestehen. Die Kathode 2 ist
durch einen Leiter 40 mit einem mittleren Punkt der Sekundärwick-
lung dieses Transformators 39 verbunden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:
Wenn die Kathode 2 zum Glühen gebracht wird, sendet sie Elektronen
aus, welche unter dem Einfluß der aufgedrückten elektromotorischen
Kraft zu einer positiven Elektrode wandern. Wenn sich nun aber
zwischen der Kathode und einer Anode, zwischen welchen die Elek-
tronen wandern, ein negativ geladener Leiter befindet, werden die
Elektronen nach Maßgabe der Größe der negativen Ladung zurück-
getrieben, und es wird hierdurch der Entladungsstrom herabgesetzt oder
unterbrochen. Befindet sich andererseits zwischen der Kathode und einer
Anode ein positiv geladener Körper, so wird die Entladung unterstützt
und der Strom verstärkt. Einige der Elektronen gehen zu dem positiv
geladenen Körper; wenn dieser jedoch eine verhältnismäßig kleine,
dem Elektronenstrom entgegenstehende Oberfläche besitzt, was der Fall
ist, wenn ein feiner Draht als Gitter, bezw. als sonstiger leitender
Körper dient, so wird hierdurch nur wenig Energie absorbiert. Es
kann beispielsweise ein Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,01
bis 0,025 mm und einem Windungsabstand von !/ „ mm benutzt werden.
Wenn die zwischen Kathode und Anode aufgedrückte Spannung hoch
ist, kann der Energieverlust durch Absorption der Elektronen durch
ein derartiges, eine verhältnismäßig niedrige positive Ladung besitzen-
des Gitter vernachlässigt werden.

Patentschau. 317

Da die Gitter 7 und 8 durch die Wechselstromquelle 39 ab-
wechselnd negativ und positiv gemacht werden, geht der Entladungs-
strom abwechselnd zu den Anoden 3 und 4 und erzeugt so einen
Wechselstrom in der Primärwicklung des Transformators 33. Er-
forderlichenfalls kann ein Kondensator 41 parallel zur Gleichstrom-
quelle 34 vorgesehen werden, um Stromschwankungen aufzunehmen,
die induktive Wirkung des Transformators aufzuheben und einen
schnelleren Anstieg und schnelleres Fallen des Stromes zu bewirken.
In jedem Augenblick ist entweder das Gitter 7 oder das Gitter 8
positiv geladen und sucht infolge seiner Nähe zur Kathode den Elek-
tronenstrom herabzudrücken. Wenn jedoch in der Nähe des Kathoden-
fadens durch das Gitter 6 ein positives Feld erzeugt wird, schirmt
dieses Gitter die Kathode gegen das negative Feld der anderen Gitter
und unterstützt den Elektronenstrom. Die Elektronen werden durch
die Kathode mit veränderlicher Geschwindigkeit ausgesendet; da sie
jedoch alle dem .nämlichen statischen Feld ausgesetzt sind, wird ihre
Geschwindigkeit gleichförmiger, und die Geschwindigkeitunterschiede
stellen nur noch einen verhältnismäßig kleinen Bruchteil der mitt-
leren Geschwindigkeit dar. Da das positive Feld in der Nähe der
Kathode der strombegrenzenden Wirkung der Raumladung entgegen-
wirkt, kann der Abstand zwischen der Kathode und den Anoden
ohne Verlust am Wirkungsgrad vergrößert werden. Infolge der Ab-
sorption von Elektronen durch das positiv geladene Gitter 6 geht
etwas Energie verloren; da jedoch die Oberfläche des Gitters klein ist
und auch seine positive Spannung im Verhältnis zu der zwischen
Kathode und den Anoden aufgedrückten Spannung verhältnismäßig
klein gewählt werden kann, bildet dieser Verlust nur einen verhältnis-
mäßig kleinen Bruchteil der Gesamtenergie.

Es ist wünschenswert, da8 die Spannung desjenigen der beiden
Gitter 7 und 8, welches jeweilig negativ wird, sehr rasch absinkt, um
den Elektronenstrom zur zugehörigen Anode vollständig zu unter-
brechen. Dies kann durch Anwendung einer Wechselstromquelle 39
von hoher Spannung bewirkt werden; hierdurch würde jedoch auch die
gleichzeitige positive Ladung des Gegengitters vergrößert. Hohe Span-
nung eines Gitters vermehrt jedoch die Energieabsorption durch dieses
Gitter. Durch Einfügung einer Batterie 42 in die die Kathode mit
dem mittleren Punkt der Stromquelle 39 verbindende Leitung 40, und
zwar derart, daB der negative Pol dieser Stromquelle mit dem Trans-
formator verbunden ist, kann die Spannung des negativ geladenen
Gitters vermehrt, diejenige des positiv geladenen Gitters verringert

318 H. Eales.

werden, vorausgesetzt selbstverständlich, daß die Spannung dieser
Stromquelle 42 nicht diejenige der Wechselstromquelle 39 übertrifft.
Erforderlichenfalls können noch Widerstände 43 und 44 in die Lei-
tungen 37 und 38, die von der Wechselstromquelle 39 zu den Gittern
7 und 8 führen, oder ein einziger Widerstand in die Leitung 40 ein-
geschaltet werden, wodurch der Strom in dieser Leitung ohne Herab-
setzung der Spannung verringert werden kann. Manchmal machen
solche Widerstände die Einfügung der Stromquelle 42 überflüssig.
Bei der in Fig. 14 dargestellten Anordnung dient das Elektronen-
entladungsgefäß zur Gleichrichtung von Wechselströmen, die von der
Sekundärwicklung eines Transformators 45 geliefert werden, dessen
äußere Klemmen mit den Anoden 3 und 4 durch die Leiter 46, bezw.

Fig. 14.

47 verbunden sind. Der positive +-Leiter 45 des Gleichstromver-
brauchskreises ist mit der Kathode 2 und der negative —-Leiter 46
mit einem mittleren Punkt der Sekundärwicklung des Transformators 45
verbunden. Die Elektroden 3 und 4 werden abwechselnd positiv und
negativ, wobei Strom von der Kathode zur jeweilig positiven Elektrode
fließt. Auch hier würde die jeweilig negative Elektrode den Strom,
der von der Kathode zur anderen, positiven Elektrode geht, herab-
zudrücken suchen. Diese Wirkung wird durch das positiv geladene
Gitter 6 verhütet. Bei einem Gleichrichter mit einer Mehrheit von
als Anoden arbeitenden Elektroden ist die Stromverminderung durch
die jeweilig negativen Elektroden besonders ausgeprägt, da der Span-
nungsabfall im Gleichstrombelastungsstromkreis das Potential der strom-
führenden positiven Elektrode herabdrückt. Da zu einer negativen
Elektrode kein Strom fließt, so hat eine solche das volle Potential der

Patentschau. 319

Stromquelle.e. Aus diesem Grunde könnte eine gefährliche einseitige
mechanische Beanspruchung der in einem unsymmetrischen Feld liegen-
den Kathode eintreten, wenn nicht das positiv geladene Gitter vor-
handen wäre, welches die Kathode dagegen schützt. Der positiv ge-
ladene Leiter muß nicht notwendig die Form eines Gitters haben.
Die Fig. 15 veranschaulicht in etwas schematischer Form eine Gleich-
richtervorrichtung, bei welcher eine Platte 50 zwischen einer Elek-
tronen aussendenden Kathode 48 und einer Anode 49 angeordnet ist.
Die Kathode wird wieder durch eine Batterie 29 zum Glühen ge-
bracht. Als Wechselstromquelle dient wieder ein Transformator 45,

welcher in Reihenschaltung mit dem Gleichstromverbrauchskreis 51
zwischen die Elektroden 48 und 49 geschaltet ist. Die Kathode wird
von einer gekrümmten Platte 52 umgeben, auf welcher eine negative
Ladung aufrecht erhalten wird, am einfachsten, indem sie mit der
Kathode durch einen Leiter 53 verbunden ist. Diese hohlspiegelartige
Platte beeinflußt das elektrostatische Feld derart, daß die Elektronen
zu einem ziemlich scharf abgegrenzten Strom vereinigt werden, welcher
durch eine Öffnung in der Platte 50 zur Anode geht. Dadurch, daß
auf der Platte 50 beispielsweise durch die Batterie 30 eine positive
Ladung aufrechterhalten wird, wird der Übergang der Elektronen von
der Kathode zur Anode unterstützt. Die Spannung der Batterie 30
und daher die Ladung der Platte 50 braucht nur einen Bruchteil der

320 i -= H. Eales.

Spannung zwischen der Kathode und Anode zu sein. Die Elektronen
werden wohl zur Platte 50 hingezogen, gehen aber größtenteils durch
deren Öffnung, da diese den mittleren Punkt der statischen Anziehung
bildet. Der Energieverlust durch Absorption von Elektronen durch die
Platte 50 ist daher verhältnismäßig gering und wird durch die Ver-
größerung des Entladungsstromes mehr als wettgemacht. Wenn beide
Halbwellen des Wechselstromes ausgenützt werden sollen, werden zwei
Apparate der dargestellten Art vorgesehen. Diese Art der Entladungs-
röhre eignet sich auch, wie in Fig. 16 dargestellt, zur Verstärkung
schwacher veränderlicher Ströme, z. B. wellentelegraphischer oder wellen-
telephonischer Zeichen. Das Entladungsgefäß 1 ist mit einer Oris-

Fig. 16.

stromquelle, z. B. einer Batterie 54, welche von sehr niedriger Span-
nung sein kann und zwischen die Kathode 2 und die Anode 3 ge-
schaltet ist, verbunden. Das Gitter 7 und die Anode 3 sind mit der
Sekundärwicklung eines Transformators 55 verbunden, dessen Primär-
wicklung in den Antennenkreis geschaltet ist, der, wie üblich, eine
Luftantenne 56 und einen geerdeten Kondensator 57 umfaßt. Durch
eine Batterie 58 kann das Gitter 7 auf einem bestimmten Potential
gehalten werden. Die Kathode ist von einem Gitter 6 umgeben,
welches durch eine Batterie 30 gegenüber der Kathode auf einem be-
stimmten positiven Potential gehalten werden kann. Wenn die Ka-
thode durch die Batterie 29 erhitzt wird, sucht Strom von ihr zur
Anode zu fließen, dieser Stromfluß wird aber verhindert oder weit
herabgesetzt, wenn das Feld des Gitters 7 negativ ist. Da die Elek-
tronen von der Kathode 2 durch das vom Gitter 7 erzeugte posi-
tive Feld weggezogen werden, kann im Anodenkreis eine sehr geringe

Patentschau. | 321

Spannung angewendet werden. Tatsächlich genügt für die Batterie 54
manchmal eine einzige Zelle. Das negative Potential an dem Gitter 7
kann andererseits verhältnismäßig hoch gemacht werden. Die Strom-
schwankungen im Elektrodenkreis 59, die durch die dem Gitterkreis
aufgedrückten, von den ankommenden Zeichen herrührenden Impulse
hervorgerufen werden, sind verhältnismäßig groß. Die Zeichen können
in einem Telephon 60 aufgenommen werden, welches mit einem Kon-
densator 61 parallel geschaltet ist. Die Empfindlichkeit dieser An-

Fig. 17.

ordnung ist besonders groß, da die Elektronen das Gitter 6 mit im
wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit verlassen und daher sämt-
lich in gleichem Maße durch die Schwankungen in der negativen La-
dung des Gitters 7 beeinflußt werden.

Ferner sei erwähnt die amerikanische Patentschrift 1128817 von
Greenleaf Whittier Pickard in Amesbury Mass., V. St. A. Er
beschreibt zwei Röhrenformen. Fig. 17 zeigt die eine derselben und
zugleich die für drahtlose Empfangszwecke bestimmte Schaltung.
Pickard behauptet, daß alle bisher bekannten Ausführungsformen an
Kathodenstrahlröhren für Detektor- und Hochfrequenz- bez. Nieder-

322 H. Eales: Patentschau.

frequenzverstärkung vermöge ihrer Bauart einen schwerwiegenden
Mangel besäßen, nämlich den, daß sie zeitweise ihre Empfindlichkeit
verlören und in Gegenwart elektrostatischer Störungen unwirksam
würden, die täglich zu beobachten wären und besonders in den Tropen
häufig aufträten. Nach ihm rührt diese schädliche Wirkung her von
einer Anhäufung elektrischer Ladungen an der Innenwand der Glas-
röhre, und der Zweck seiner Röhrenausbildung ist, diese Übelstände
zu vermeiden. Gemäß Fig. 17 sind die Glühkathode A und die
Steuerungselektrode oder Plattenelektrode B in der gewöhnlichen Weise
mit geeigneten Zuführungsdrähten O, P und Q verbunden und in die
Glasröhre Æ eingeschmolzen. Die Oberfläche des Glasstiels N der Glas-
röhre E, in der die oberen Enden der Zuführungsdrähte O, P und

Q eingeschmolzen sind, ist, wie aus Fig. 17 zu ersehen, mit einem
leitenden Belag D versehen, der aus einem Niederschlag von Silber oder
eines anderen Metalls bestehen kann. Dieser Niederschlag oder Belag
ist zusammenhängend bis auf drei kreisförmige Einschnitte S, T und U,
die die Zuführungsleitungen unmittelbar umgeben, so daß sie durch
den Metallbelag D nicht kurzgeschlossen werden. Es ist jedoch
wichtig, daß an diesen Stellen kein wesentlicher Teil der Glaswandung
freiliegt, da dies eine dielektrische Oberfläche bilden würde, woselbst
sich dann elektrostatische Ladungen ansammeln könnten. Über dem
Glasstiel N und vorzugsweise in gutem elektrischen Kontakt mit dem
leitenden Belag D ist eine leitende Kammer oder Haube C, vor-
zugsweise aus Aluminium, angeordnet. Diese leitende Haube sollte
vorzugsweise den Glasstiel N so dicht umgeben, daß die Verbindung
zwischen beiden fast ganz, jedoch nicht völlig hermetisch geschlossen
ist; indessen ist dies nicht so wichtig, wenn eine luftdichte Glas-

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. 828

röhre E verwendet wird. Die Haube C und der Belag D bilden eine
leitende Schicht, die die Elektrode A und B einhüllen und bewirken,
daß alle negativen Ionen, die bei der Entladung von der heißen zur
kalten Elektrode freiwerden, aufgenommen werden. Eine Leitung R
führt von der Haube C und dem Belag D zur Erde K oder zu einer
anderen Ableitung. Eine Haube E aus Glas oder anderem luftdichten
Material kann über die Haube C gestülpt und der Raum zwischen
ihnen gut evakuiert werden. Die äußere Haube Æ ist zwar nicht
wesentlich, indessen bietet sie gewisse Vorteile. Fig. 18 zeigt eine
etwas abgeänderte Form der Röhre, bei der die Metallhülle C D durch
einen Metallbelag C’, z. B. einen Silberüberzug oder Silberniederschlag
auf der Innenfläche der Glasröhre E ersetzt ist, wobei wiederum der
Metallüberzug bis auf dicht um die Zuführungleitungen O PQ ge-
führte kreisförmige Schnitte vollständig zusammenhängend ist. Die
übrige in Fig. 17 dargestellte Schaltung ist die bei Zweielektroden-
röhren oder Ventildetektoren übliche: @ und H stellen Antennen- und
Erd- (Gegengewichts) Leitung dar, F den Empfangstransformator, L
die Batterie zum Erhitzen der Glühkathode, M die Batterie im Detek-
torkreis und I einen Kondensator im Nebenschluß zum Telephon-

hörer J.
(Eingesandt Juli 1917.)

Adresse des Autors: Berlin-Lichterfelde West, Roonstraße 12.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

Amerika ohne Maske. Neutral. Feststellungen. (Aus dem Hollän-
dischen übersetzt von Adolf Teutenberg.) M. 1.75

Das neue Europa. Eine holländische Stimme für die Befreiung Europas

von Dr. jur. W. J. L. van Es. M. 1.50

Uber Annexions-Politik. Die Kriegsziele unserer Feinde von

J. Versluys. M. 1.75
Sämtlich im Rembrandt-Verlag, Oberweimar i. Thür.

Hermann Stegemann, Geschichte des Krieges. I. Band. Deutsche

Verlags-Anstalt, Stuttgart 1917. Geb. M. 14.—

324 Literaturverzeichnis.

Aus großen Meistern der Naturwissenschaften:
1. Ludwig Boltzmann, Reise eines deutschen Professors ins
Eldorado. ,
2. Ernst Mach, Über Erscheinungen an fliegenden Projektilen.
Vom räumlichen Sehen.
8.. Carl Snyder, Die Endlichkeit des Weltalls. Die Fortschritte auf
dem Wege zur Erklärung der Elektrizität.
Jede Nummer 45 Pfg.
Verlag J. A. Barth, Leipzig.

Arthur Erich Haas, Die Grundgleichungen der Mechanik, dar-
gestellt auf Grund der geschichtlichen Entwicklung. Verlag von
Veit & Comp., Leipzig 1914. Geh. M. 7.50, geb. M. 9.—

Giorgio Molli, Englands Verhängnis. Die Folgen des U-Bootkrieges.
(Übersetzung aus dem Italienischen von L. Hämmerle.) Verlag Julius
Hoffmann, Stuttgart 1917.

„Elektroindustrie“ 9, Nr. 11 u. 12 vom 1. u. 15. Juni 1917. Fachschriften-
Verlag A.-G., Zürich.

(Eingesandt 28. Juni 1917.)

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formatoren.

826 Bücherbesprechungen.

Stone Stone, John, Proc. Inst. Radio Eng. (New York) 4, Nr. 5, S. 468,
1916. The effect of the spark on the oscillations of an electric circuit.

Verdurand, A., Theorie simplifié de la télégraphie sans fil. Paris 1916.

Wagner, K. W., Elektrot. Ztschr. 38, 260, 1917. (Ref. über J. B. Flowers,
Proc. Am. Inst. El. Eng. 85, 183.) Die wahre Natur der Sprache.

Wolf, W., Schweiz. Elektrot. Ztschr. 14, 137, 147, 155, 163, 170, 179, 186.
1917. Neuere Schutzvorrichtungen gegen Überspannung.

(Eingesandt 23. Juni 1917.)

Bücherbesprechungen.

—

Leitfaden der drahtlosen Telegraphie für die Luftfahrt von Max Dieck-
mann, Privatdozent für reine und angewandte Physik an der Technischen
Hochschule München. (Luftfahrzeugbau und -Führung Bd. XIII) X u.
214 Seiten, 8° mit 150 Textabbildungen. In Leinwand gebunden M. 8.—.

Entsprechend den Vorteilen, welche die Einrichtungen der drahtlosen
Telegraphie der Praxis der Luftfahrt gewähren, wird der vorliegende Leit-
faden auf großes Interesse rechnen dürfen. Da nur hinreichende Kenntnis
der Elektrizitätslehre und insbesondere der Hochfrequenztechnik einen
sicheren funkentelegraphischen Betrieb gewährleistet, erscheint es berechtigt,
daß der Inhalt auch eine Darstellung der Gleichstrom- und Wechselstrom-
technik, soweit sie zum Verständnis der Hochfrequenztechnik erforderlich
ist, enthält. |

Der mit zahlreichen instruktiven Abbildungen ausgestattete Band er-
scheint auch als Lehrbuch der Funkentelegraphie allgemein aufs beste
geeignet.

Die einzelnen Kapitel behandeln: I. Die atomistische Auffassung der
Elektrizität. II. Gleichstrom. III. Wechselstrom. IV. Der geschlossene
Schwingungskreis. V. Der offene Schwingungskreis. VI. Die Strahlung.
VII. Wellenempfindliche Anordnungen. VIII. Drahtlostelegraphische Systeme.
IX. Zündungsgefahr. X. Die Bordstationen. XI. Orientierung und meteo-
rologische Beratung. XII. Der Verkehr.

Wir können das Werkchen unseres Mitarbeiters, der aus seiner reichen
Praxis heraus den Gegenstand lebendig schildert, bestens empfehlen. Für
eine event. Neuauflage wäre eine ganze Anzahl Druckfehler zu beseitigen,
auch müßten nach dem Kriege die Beschreibungen der neuen Typen von
Bord- und Flugzeugstationen samt den heute in solchen gebräuchlichen
Elektronen-Verstärkern und anderes aufgenommen werden, um das ‚Buch
nach der technischen Seite hin zu modernisieren. Eichhorn.

` Bücherbesprechungen. 327

Hermann Stegemanns Geschichte des Krieges. 1. Bd. Mit 5 farbigen
Kriegskarten. Geheftet M. 11.50, in Leinen gebunden M. 14.—,
in Halbfranz gebunden M. 16.—. (Deutsche Verlagsanstalt in
Stuttgart).

„Von großen Dingen soll man groß reden — oder schweigen!“ —
Wenn einst die Zukunft nach diesem Wort Nietzsches über die durch den
Weltkrieg hervorgerufene Literatur richten wird, so wird von der unge-
heuren Menge von Büchern, Broschüren und Aufsätzen nicht allzuviel übrig
bleiben. Unter den Werken über den Krieg aber, denen man schon heute
mit aller Bestimmtheit dauernden Wert und Bestand zusprechen darf, wird
dann Stegemanns Geschichte des Krieges mit an erster Stelle stehen. Denn
sie ist des ungeheuren Stoffes würdig; sie „redet groß von großen Dingen“
— nicht etwa in großsprecherischer, pathetischer Weise, wohl aber in gründ-
lichster Sachlichkeit dem Inhalt nach, und was die darstellerische Form
betrifft, in vornehmer Ruhe, die doch die Ergriffenheit des Zuschauers vor
schicksalsvollen Höhe- und Wendepunkten des Völkerringens nicht ver-
leugnet und so dem Leser neben reichster Belehrung und Aufklärung auch
sittliche Werte übermittelt. — Man wußte von Hermann Stegemann schon
früher, daß er nicht nur ein feinsinniger Romanschriftsteller ist, sondern
mit einem alles Dilettantische weit hinter sich lassenden Eifer und Ver-
ständnis sich dem Studium der Kriegswissenschaften ergeben hat. Die
schönste Frucht trug dies Studium, als Stegemann nach Ausbruch des
Krieges im Berner „Bund“ mit seinen Betrachtungen über die Kriegsereig-
nisse hervortrat. Der Aufenthalt in der politischen Hauptstadt eines neu-
tralen Landes erwies sich dabei als äußerst günstig für die Beschaffung
reichlichsten Materials von allen Seiten und für die Wahl eines recht ob-
jektiven, sachlichen Standpunktes. So gewannen diese Betrachtungen bald -
einen europäischen Ruf, und Stegemann erschien zum Verfasser einer groß-
angelegten, zusammenfassenden Kriegsgeschichte wie vorausbestimmt. Daß
er diese nun wirklich schreibt, und daß sie noch während des Krieges zu
erscheinen beginnen konnte, sind zwei gleich erfreuliche Tatsachen — die
zweite zugleich ein schöner Beweis für die Unbefangenheit und sichere
Ruhe, mit der unsre leitenden militärischen Stellen schon heute eine objek-
tive Erörterung der ersten Phasen des Krieges für die Öffentlichkeit frei-
geben. Der erste Band enthält, außer. zwei einleitenden, in ihrer Knapp-
beit vorzüglichen Kapiteln: „Aus der Vorgeschichte des Krieges“ und „Die
militärische Lage Europas“, drei Hauptabschnitte, die den Krieg im Westen,
den Feldzug in Ostpreußen, den Feldzug in Südpolen und Galizien, jedes-
mal bis zum 15. September 1914 schildern. Als Anhang folgen wichtige
urkundliche Belege in sorgfältiger Auswahl und Auszüge aus den die da-
maligen Ereignisse unmittelbar begleitenden Betrachtungen zur Kriegslage,
die Stegemann im „Bund“ veröffentlichte. Überaus klare und instruktive
Karten ermöglichen es auch dem Laien, der Schilderung selbst verwickelter
kriegerischer Operationen mit Verständnis zu folgen. Überhaupt ist die
Darstellung bei aller fachmännischen Gründlichkeit durchaus in allgemein-
verständlichem Ton gehalten, von großer Anschaulichkeit, belebter Farbig-
keit und oft von wahrhaft dramatischer Kraft. Es sind Partien in dem
Buch, die man mit fast atemloser Spannung liest, wie jene, die das gran-
diose Ringen der Armee Kluck unter ihrem genialen Führer am Oureg,

828 Bücherbesprechungen.

oder die den Kampf um die Befreiung Ostpreußens nach dem Eintreten des
von der Vorsehung gesandten „rechten Mannes“ auf den Kriegsschauplatz
behandelt. Diese „Geschichte des Krieges“ von Stegemann (hier in der
Schweiz scherzhaft „Strategemann‘ genannt) liest sich wie das Werk eines
schriftstellerisch begabten Generalstäblers, das man geradezu als ein
klassisches Erzeugnis bezeichnen kann.

Zürich, Mitte August 1917. Eichhorn.

(Eingesandt 15. August 1917.)

Jahrbuch

der

drahtlosen Telegraphie und Telephonie

Band 12. 1917. Hett 4.

Inhalt.

Seite
H. Wiesent, Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. (Mit
9 Figuren und 2 Kurven im Text und 1 Tafel) . . . . . . 880

G. Vallauri, Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Tele-
graphie benutzten Vakuumröhren mit drei Elektroden nn

(Mit 18 Figuren im Text). . . 349
Mitteilungen aus der Praxis:

Eichhorn, Audion. (Mit 1 Figur im Text). . . 2 . . . . 898

Drahtlose Telegraphie zwischen Kalifornien und Japan . . . . 400
Patentschau:

H. Eales. (Mit 18 Figuren im Text) . . 2 2. 2 2202020. 401
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. . . . . . 417
Literaturverzeichnis. . . . 2 or m nenn. 418
Bücherbespreehungen . . . . 2: 2 2m nn nn nenn nn. 421

Manuskripte für das Jahrbuch sind an die Redaktion: Dr. G. Eichhorn in
Zürich, Hauptpostfach 6123, zu senden. Zur Erleichterung der Be-
richterstattung wird um Zusendung einschlägiger Sonderabdrücke und
Mitteilung wichtiger Arbeiten für das Literaturverzeichnis gebeten.

Abonnements und Inserate sind an die Verlagsbuchhandlung von M. Krayn,
Berlin W. 10, Genthinerstraße 39 zu richten.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12, 22

330 H. Wiesent.

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser.
Von H. Wiesent.

(Auszug aus der Dissertation der K. Technischen Hochschule

zu München.)
Einleitung.

Um Luftfahrzeuge, wie Freiballone, Luftschiffe und Flugzeuge,
bei unsichtigem Wetter über die Gegend aufzuklären, über der sie
sich befinden, benutzt man nach M. Dieckmann die Tatsache, daß
die von einer ortsfesten (Land-)Station mit gleichbleibender Intensität
ausgesandten Zeichen von einer beweglichen (Schiffs-, Luftfahrzeugs-)
Bordstation um so kräftiger empfangen werden, je kleiner der Ab-
stand zwischen den beiden Stationen ist. Durch die Kontrolle der
Stärke der auf einer Bordstation empfangenen Zeichen nach der
Parallelohmmethode!) oder mit dem Saitengalvanometer?) ist man in
der Lage, Änderungen des Abstandes beider Stationen festzustellen.
Aus dem Lautstärkeverhältnis der von mindestens drei lagenverschie-
denen, ortsfesten Stationen empfangenen Zeichen, läßt sich ein Schluß
auf das Verhältnis der Abstände der Bordstation von den ortsfesten
Stationen und damit auf den Schiffsort selbst ziehen.

Wird jedoch während der Orientierung die von einer der drei
Stationen ausgesandte Welle stärker gedämpft, was z. B. durch Locke-
rung einer Schwingungskreisverbindung leicht eintreten kann, so wird
das von dieser Station ausgesandte Zeichen plötzlich nicht mehr so
stark gehört und dadurch ein größerer Abstand vorgetäuscht.

Es zeigt sich also hierbei das Bedürfnis, den Augenblickswert der
Dämpfung der orientierenden Anlage ohne vorherige besonders aus-
zuführende Messungen und Rechnungen festzustellen und zu über-
wachen.

Diesem Bedürfnis soll im Folgenden durch Konstruktion eines
direkt zeigenden Dämpfungsmessers Rechnung getragen werden.

1) M. Dieckmann, Drahtlostelegraphische Luftschifforientierung,
Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt, 1911, Heft 23, 8. 1.
..2) M. Dieckmann und F. Eppen, Mitteilungen des Luftschiffbau
Zeppelin Friedrichshafen, Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschift-
fahrt, 1914, Heft 2, S. 1. l

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser 381

Beschreibung der Methode,

Bei dem Kurzschlußringdynamometer von Mandelstam und
Papalexi!) hängt. in der mittleren Ebene einer flachen Spule S,

(Fig. 1) aus wenig Windungen bifilar
und konzentrisch mit S, ein Ring
aus dünnem Aluminiumblech. . Kon-
zentrisch mit S, und dem Ring be-
findet sich in der zu S, senkrechten,
durch die Drehungsachse des Ringes
hindurch gehenden Ebene eine zweite,
S, gleiche, flache Spule S.. Wenn
die Induktanz des Ringes seinen Ohm-

schen Widerstand weit übersteigt, so’

gilt folgendes:

Schickt man durch ©, einen
Strom å, so wird in dem Ring ein
Strom i, induziert, der mit i, gleich-
phasig und dessen Amplitude der-

Fig. 1.

. Fig. 2.

1) L. Mandelstam und N. Papalexi, Über eine Methode zur Mes-
sung von logarithmischen Dekrementen und Schwingungszahlen elektro-
magnetischer Schwingungssysteme, Ann. d. Phys. 33, 490, 1910,

22*

339 H. Wiesent.

jenigen von i, proportional ist. , übt aber kein Drehmoment auf
den Ring aus, da Ring und ©, koaxial und parallel zueinander sind.
Schickt man durch S, einen Strom i, so induziert i zwar keinen
Strom im Ringe, da Ring und $, senkrecht zueinander stehen, übt
aber auf den Ring ein Drehmoment aus, das proportional i,, also
schließlich proportional ist

f i idt.

Statt nun S,, wie Mandelstam und Papelexi getan haben, senk-
recht zu S, durch die Achse von $, zu legen, stellen wir S, senk-
recht zu 6, so auf, wie Fig. 2 zeigt. Jede der beiden Spulen ent-
hält einen Kurzschlußring X, bzw. K,, deren Ebenen einen Winkel
von 45° miteinander bilden. Beide sitzen auf ein und derselben Glas-
achse, die in Spitzen läuft. Das Ringsystem befindet sich mechanisch
im indifferenten Gleichgewichte, solange S| und S, stromfrei sind.

Schickt man durch S, einen Strom i,, so induziert dieser im
Ring K,, der nicht eben senkrecht zu S, und auch nicht koaxial
mit S, zu stehen braucht, was im Notfall durch eine Erschütterung des
Ringsystems bewirkt werden kann, einen Strom i,, der, da die In-
duktanz des Ringes seinen Ohmschen Widerstand weit übersteigt,
gleichphasig und proportional i, ist. Beide Ströme üben auf den
Ring ein

fie:
0

proportionales Drehmoment aus.

Schickt man durch S, einen Strom i,, so induziert dieser im
Ringe Ä,, der ebenfalls nicht eben senkrecht zu S, und auch nicht
eben parallel dazu stehen soll, einen Strom ig. Und mutatis mutandis

wird auf den Ring ein

firat

0
proportionales Drehmoment ausgeübt.

Schickt man gleichzeitig durch S, einen Strom i, und durch ®©,
einen Strom t,, so wirken die beiden Drehmomente einander entgegen

und die endliche Gleichgewichtslage des Ringsystems ist wegen der
gleichen Dimensionen in beiden Spulen durch eine Verdrehung be-

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 3833

stimmt, die proportional

(e o)

farat: fiat
0 (0)

Trifft man nun die Anordnung so (vgl. S. 336), daß die Ein-
stellung des Ringsystems proportional

y = Per : J’, er
ist, so kann bei konstant gehaltener Verstimmung x ohne weiteres
auf die Dämpfung geschlossen, oder wenn die Skala des Apparates

gleich in Dämpfungsbeträgen geeicht ist, die, „Daimpfung sofort, ab-
gelesen werden.

Die Theorie des ewigen |
Die magnetische Energie im Spulensystem 1, das aus der Spule S,
und dem Kurzschlußringe K, besteht, sei W,. Dann gilt:

a ce 1_.
W, = Lish i + 5 bı ns z Ps ig

Darin ist: | |

L, der Selbstinduktionskoeffizient des Kurzschlußringes K),

L der der Spule $,,

b, der wechselseitige Induktionskoeffizient zwischen Spule &,

und Ring K,

ù der Strom in $,,

i der Strom in K, Ä |

é sei nun die Zahl der Kiirsisniadhhgen in der Sekunde,
Dann ist das Spulensystem 1 auf den Kurzschlußring ausgeübte Dreh-
moment ®, gegeben durch die Beziehung:

am
D, -a | (h
(9)

- Darin sind bei der Differentiation nach œ, dem Drehungswinkel,
die Ströme i als von œ unabhängig anzusehen (1. Annahme: œ klein).
Es gilt also

| Ferner soll

884 | - H. Wiesent.

sein, d. b. die Rückwirkung des Kurzschlußringes auf die Spule soll
vernachlässigt werden können (Annahme 2) und auch vom Einfluß
des Widerstandes des Kurzschlußringes soll abgesehen werden können
(Annahme 3).

Dann wird:

gefen

0...

D, =- 5,4

Dud entsprechende Soreni und Annahmen für das
andere Spulensystem 2, das aus der Spule S, und dem Kurzschluß-
ring K, besteht, ib sich, wenn

L,, der wechselseitige Induktionskoeffizient zwischen ie S, und

Ring K,,

L, der Selbstinduktionskoeffizient der Spule s,

L, der des Ringes R,;
der Strom in S,,.

&, die Entladungszahl ist,
für das von © und K, ausgeübte Drehungsmoment Ð, :

5 La, å Las i?
Dd,=-5,7 EG a, dt
wenn f der Winkel ist, um den K, sich gedreht hat.

Die Ruhelage der beiden starr miteinander verbundenen Kurz-
schlußringe W, und K, wird dann, da jedes weitere Drehungsmoment
aufgehoben sein soll, gegeben durch die Bedingung:

DHD =0
Diese lautet — ausführlich geschrieben — unter der Berück-

sichtigung, daß L, = L, bei der Konstruktion des Apparates ge-
macht wird.

| DER...
-6 ge [arm Se fatat
0 (8)

Setzen wir nun!)

L, = L, cos p und
Las == Lı cos WY

1) Vgl. E. Cohn, Das elektromagnetische Feld. Leipzig 1900, S. 274.

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 835

worin L, und L, der Maximalwert von Lig bzw. L,, sein soll, der
erreicht wird, wenn Spule und Kurzschlußring koaxial sind, und @
und % die Winkel zwischen Kurzschlußring und zugehöriger Spule
bedeuten, und machen wir L, = D, = L bei Konstruktion des Ap-

parates, so gilt:

=g
oder
gi
$.
“1S,
Bi 15 Fig. 3.
Fig. 8 zeigt nun den ‘Apparat von oben ae ‚Wir ent,
nehmen ihr:
| B=-«
P= fota
P = YP — «

p =45— y

386 H. Wiesent.

worin p, und Wo die Anfangelago des Ringsystems nn und er-
arten: weiter:

af 4 2di
— = — cotg29@

u
0

Wir verbinden nun sowohl $,, als auch S, je mit einem Dreh-
kondensator von gleicher Form und einer Koppelungsspule von glei-
chen Ausmessungen. Diese beiden so gebildeten Kreise von genau
gleichen Dimensionen werden nun mit dem Sehwingungskreis, dessen
Dekrement gemessen werden soll, gleich stark rein magnetisch gekop-
pelt. Der S, enthaltende Kreis wird mit ihm in Resonanz gebracht,
der S, enthaltende um den Betrag x verstimmt. Es gilt dann

ze
= — cotg2%

afia i2dt

Erinnern wir uns, da8 man durch die Bekrecktnng der für die
in einer Sekunde in einem Drahte von wirksamen Widerstande R ent-
wickelte Wärmemenge gewonnenen Beziehungen!) erhält:

Jg = 1 fea g feat
0 0

worin
wi sin = und d< 2a,
so gilt:
Jar
y = Tr = — cotg 2 p

Nun aber wissen wir weiter?), daB unter der Voraussetzung, daß

extrem lose gekoppelt ist und die Versimmung x = 1 — E worin
— nn nn r

1) Vgl. J. Zenneck, Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie, 2. Auf-
lage, S. 82 und 88, 1918.

2) Siehe J. Zenneck, Lehrbuch -der dabHogan Telegraphie, 2. Auf-
lage, Leipzig 1913, Tabelle XI.

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 837

N die jeweilige Frequenz bedeutet, der Bedingung x < 1, ebenso die
Summe der Dekremente der zu beobachtenden Anlage d, und des
Dämpfungsmessers d, der Beziehung b, +d, < 27 ae die
Gleichung besteht: 3

Es gilt also |
— cotg 2 p cotg (180 — 2 q)
= 2 = 2n: SERASA
a m Va nn -
oder

1
u | asasi ST 1

Ist d,, die Dämpfung des Dämpfungszeigers, ein für allemal be-
stimmt, dann kann man — gleiches x vorausgesetzt — d,, das Dekre-
ment der Anlage, aus @ leicht ermitteln oder, wenn die Skala ent-
sprechend geeicht ist, ohne weiteres ablesen.

Bei den bisherigen Entwickelungen wurden verschiedene

Annahmen
gemacht:

Annahme 1, daß œ klein sein soll, kann ohne weiteres übersehen
werden; denn wäre & zu groß, so könnte das Kurzschlußringsystem
vorher durch Klopfen am Apparat in eine geeignetere Lage gebracht
werden; zudem spielt œ in den Eudformeln keine Rolle. `

Das, was Annahme 2 und 8 erheischen, sind konstruktive An-
ordnungen, auf die später Rücksicht genommen wird.

DaB ọ¢ + y = 45° gewählt wurde, hat seinen Grund in der
leichteren Fortsetzung der Berechnung, weil dann 2w anfach zu
90 — 29 wird.

Aber es muß erwähnt werden, daB K, nicht L K, gemacht
werden darf, wobei @ stets = w wäre, und daß auch œ + nicht
= 90° (K, .K,) sein kann. In beiden Fällen liefert die Theorie
nämlich | Va zz badi

afi 2dt: E 2dt=— 1 d.h. = — sing,
0
worin & den konstanten Wert 90° besitzt, und das Experiment zeigt,
daß sich ohne Unterschied auf das herrschende Kräfteverhältnis im
Falle K, L K, jeder Ring | zu seiner Spule stellt, im Falle K, | K,
aber die Ringe sich {| zu der repas Wi die ee en Energie
enthält. |

338 -H Wiesent.

Im Falle K, L K, ist dies leicht aus Fig. 4 zu ersehen. Das
Kurzschlußringsystem wird von beiden Spulen in demselben Sinne ge-
dreht, bis X, L S und damit auch X, 1 6, ist, und zwar spielt. für
diese Einstellung die Größe der ikeanen Drokmonmente keine Rolle.

N, ur N. f

Ra mag 2G

K, wer,

>H mogt

Fig. 4.

Es ist in diesem Falle Po = Wo: & = P, p = y, so dab die
Gleichung 7? o
| g farat

0 ER _ sin 2
& sin?
& firar
0
übergeht in Pi
: E, f 2dt
10) e —
-— =— sing

p firas

wenn: @ den konstanteh a 900 besitzt.
Im Falle K || Æ, erhält man dieselbe Beziehung, da, wie Fig. 5
zeigt, eh,
| Y=, P= Pote .
| y = 90 — ọ E. | ist.
Doch ist es nötig, um diesen Fall genau. einzusehen, den Verlauf
des von einer ‘der Spulen auf den zugehörigen Ring ausgeübten Dreh-
momentes für verschiedene Werte von ọ zu untersuchen. |

Über einen dirckt zeigenden Dämpfungsmesser. 389

Es ist. beispielsweise nach dem Vorausgehenden:

Da Alaa fga
= — E 13 213 i
D, A L, de, “d

Setzen wir!)

Fa pe
feu- A5
0

wobei A und d aus der Beziehung

wet 9
| hn=4Ae sin —
verständlich werden, und
Ve
noeh T
ist; und ersetzen wieder
3 d Lis _ 1 dL
13 du 2 dæ
durch
| 1 d (L? cos? p) re
| 7 Tu L’ sin 2 o
so gilt:
-— EL :
D, = — A sin? o
; ! 8NL d

1) Vgl. E. Cohn, Das elektromagnetische Feld, Leipzig 1900, 8. 274.

340 H. Wiesent.

67 L. -i als konstant anzusehen ist, setzen wir dafür m,

und a D, = — m, aay

Analog ergibt sich für Ð, die Beziehung
D, = — m, sin2 y
m, soll < m, sein, weil A, < A, infolge i < i sein möge.

Fig. 6.

Aus Fig. 6 ist zu ersehen:

Stets wirkt auf das Ringsystem ein Drehmoment ® im Sinne
des Drehmomentes, das von der mit stärkerem Strom durchflossenen
Spule herrührt und gegeben ist als

D=D +D,
und nur für y = 0° odr y= 90° gleich Null wird (Ruhelage).

g = 0° ist aber eine labile Gleichgewichtslage, die nicht mehr
erreicht wird (m, < m, vorausgesetzt), sobald p, = 0° war.

Also ist @ = 90° endgültige Binstellung für i >i,

p = 0° dagegen h L iz

Allerdings gilt das alles nur dann, wenn zu D, mad D, koin
weiteres Drehmoment ®, (etwa von kurzer Fadenauf hängung her-
rührend) vorhanden ist.

Dann wäre nämlich die Bedingung für die Ruhelage

D +D,+D, = 0
und es könnte K, 1 K, oder K, || K, sein.

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 341
Endlich haben wir noch die Beziehung

Be fèar
V

für den Fall
u e D
i= 4e sin — t undd< 27

eingeführt, d. h. angenommen, daß eine gedämpfte Schwingung vor-
liegt, deren Amplitudenkurve eine Exponentialkurve ist.

Damit ist keineswegs der Fall starker Funkendämpfung aus-
geschlossen, in dem die Amplitudenkurve eine Gerade ist.

Ist nämlich i

2
isas sisin sr und a< 1

so ist
t/a

Dits | (qatt j=1,2.
v0

Und mit Hilfe der Beziehung!)
tja
i PEEN- f dt
U
gelangen wir zu derselben Endformel.

Meßanordnungen.

Spulen S, und S, sind Kreiszylinderspulen von je 86 Windungen
Litzendrahtes, aus dem auch, um das Joulesche Dekrement des Zeiger-
kreises herabzudrückeu, alle Verbindungsleitungen und die Koppelungs-
spulen dieses Kreises bestanden. Der Innenraum der Spulen hat eine
lichte Weite von 10 cm Durchmesser. Die Kurzschlußringe bestehen
aus 0,09 mm dickem Messingblech. Ihr äußerer Durchmesser beträgt
9,5 cm, der innere 7,5 cm. Die Ringe sind da, wo sie auf der Achse
sitzen, ein wenig aufgeschlitzt und nach Art der sogenannten Wind-
fünge der Weckeruhren auf ihr befestigt. Die Glasachse hat eine
Stärke von 2,2 mm. An ihre beiden Enden sind Spitzen angeschliffen,
die in verstellbaren Messinglagern laufen.

1) Vgl. E. Cohn, Das elektromagnetische Feld, Leipzig 1900, S. 274.

842 | H. Wiesent.

Der Apparat braucht ungefähr 10 Watt (gemessen mit einem
Rießschen Luftthermometer!), das mit Gleichstrom geeicht wurde.

Ehe zu der eben beschriebenen Ausführung geschritten wurde,
wurde eine Reihe von Spulen mit verschiedenen Windungszahlen in
ihrer Wirkung auf verschiedene Ringarten untersucht. Dabei wurde
„folgende Anordnung benutzt. Die Spule wurde mit einem variablen
Kondensator und einem Hartmann und Braunschen Wattmeter, auf
dem noch Beträge von 0,001 Watt mit Sicherheit abgelesen werden
konnten, zu einem Kreise vereinigt, mit einem weiteren Schwingungs-
kreis in Resonanz gebracht und auf Wattverbrauch und Rückwirkung
des Ringes auf die Spule untersucht.

' hohl | hohl
(iom) 2 Smis OEN \/

=
=
E=]

Fig. 8.

Fig. 9.

Bei den Spulen zeigten natürlich Spulen mit mehreren Windungen
(in einer Lage!) sich günstiger als solche mit wenig Windungen.

Von den Ringen zeigte ein toroidförmiger Ring von einem in
Fig. 7 gezeichneten Querschnitt ganz deutliche Rückwirkung. Ringe
vom Querschnitt der Fig. 8 waren weit unempfindlicher als die
schließlich benützten, in Fig. 9 abgebildeten. Doch dürfen auch
diese Ringe nicht zu breit sein. | |

Es zeigte sich vorteilhaft, diese Ringe möglichst leicht zu machen.
Die Glimmerisolationsringe der Plattenfunkenstrecke der Gesellschaft
für drahtlose Telegraphie?) geben, mit Staniol überzogen, sehr brauch-
bare Kurzschlußringe. |

Zur systematischen Hauptmessung wurde die in a Fig. 10 gezeich-
nete Anordnung und beide Dämpfungszeiger der Reihe nach benutzt.

Ein A.E.G.-Gleichstrommotor, mit dem starr ein Drehstrom-
dynamo gekuppelt war, wurde mit 110 Volt und 6 Amp. der Stadt-

1) Vgl. F. Braun, Drahtlose Telegraphie durch Wasser und Luft, 1901.
2) Graf Arco, Jahrbuch für drahtlose en und i Telephonie 4,
79, 1910. |

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 848

leitung gespeist. Zwei Bürsten des Drehstromdynamo lieferten mit-
sammen verbunden Wechselstrom von 76 Perioden (gemessen mit einem
Resonanzfrequenzmesser System Hartmann-Kempf von Hartmann und
Braun,: A.-G. Frankfurt am Main, 45—90 Polwechsel, mittels Trans-
positionseinrichtung 45—90 Perioden; 50—230 Volt. Durch einen
Hochspannungsumformer hindurch wurde die Löschfunkenstrecke, eine
Plattenfunkenstrecke der Gesellschaft für drahtlose Telegraphie mit
280 Watt betrieben (gemessen mit dem Rießschen Luftthermometer,
das vorher mit Gleichstrom geeicht wurde).

Der Primär-(StoßB-)Kreis enthielt außer der Funkenstrecke eine
Kapazität aus Leydener Flaschen von je 2400 cm Kapazität, wobei
durch Parallelschalten maximal etwa 7200 cm erzielt werden konnten,
ferner eine veränderliche Selbstinduktion (maximal 46000 cm) und eine
Koppelungsschleife I, mit der unser Dämpfungsmesser statt, wie in
Taf. I, Fig. 10 gezeichnet, mit dem Sekundärkreis auch mit dem Pri-
märkreis gekoppelt werden konnte.

Der Sekundärkreis (gestoBener Kreis) enthielt außer der zum Ab-
stimmen nötigen veränderlichen Kapazität und Selbstinduktion eine
Koppelschleife und einen elektrolytischen Widerstand, mit dem die
Dämpfung des Kreises ohne gleichzeitige Frequenzänderung variiert
werden konnte. Er war stets mit dem Stoßkreis über wenig Selbst-
induktion direkt gekoppelt.

Von unserem Dämpfungsmesser war jede der beiden gleich-
dimensionierten Spulen Sı und S, mit einem Drehplattenölkondensator
und einer Koppelinzeschläife von es denselben Abmessungen verbunden.
Die Kondensatoren waren geeicht, um leichter bestimmte Verstimmungen
herstellen zu können. Ihr Dielektrikum war Paraffinum liquidum
flavum, s = 0,856, & = 2,23 bei 18° C.

Dämpfungsbeträge und Wellenlängen wurden mit einem geeichten
Wellenmesser der luftelektrischen und drahtlos-telegraphischen Versuchs-
station Gräfelfing in Verbindung mit einem Hartmann und Braun-
schen Hitzdrahtwattmeter, auf dem Beträge von 0,001 Watt noch mit
Sicherheit festgestellt werden konnten, gemessen. Die Eigendämpfung
des Wellenmessers wurde vorher mittels Zusatzwiderstand (Konstantan-
draht von 0,1 mm!) Durchmesser) bestimmt und gefunden zu:

0,0195 bei Spule I
0,0117 bei Spule II
0,0119 bei Du III.

—- m je —

1) Vgl J.Zenneck, Labuh der drahtlosen en Tabelle VIII.

344 H. Wiesent.

Meßergebnisse.

Es wurden nun mit dem Dämpfungszeiger bei systematisch
variierter Koppelung, Wellenlänge, Verstimmung und Dämpfung eine
Reihe von Messungen ausgeführt und nach der alten Methode nach-
geprüft und überwacht.

Es ergab sich hierbei folgendes:

Der Grad der Koppelung ist unter sonst gleichen Umständen
obne Einfluß auf die Einstellung des Ringsystems. Als Grenzen für
den Grad der Koppelung dienen die folgenden Sätze:

Die Koppelung darf nie so fest sein, daB eine doppelgipfelige
Resonanzkurve erhalten wird. Jedoch muß sie andererseits so stark
sein, daß die Ruhelage des Ringsystems deutlich und eindeutig auf-
gesucht wird. Hierzu brauchte der Apparat etwa 5—6 Watt bei
280 Watt im Primärkreise. Am besten ist also mittellose Koppelung.

Für den Einfluß der Wellenlänge ergab sich:

Die Größe der Wellenlänge ist bei gleicher prozentualer Ver-
stimmung ohne Einfluß. Verwendet wurden Wellenlängen von 320 m
bis 1270 m.

Die folgenden Tabellen geben die Resultate wieder:

Tabelle I.
Dämpfung des ae 2. dr = 0,02
Verstimmung . . = ae Tegi
2 Nach der Abweichung
no en ò = Schlußformel nen Diffe-| in °/, des
5 laseb d, +ò, | berechnete renz | berechneten
in m ge 9: Einstellung & p Wertes
320 0,62 | 0,64 64° 41’ | 64, 5 0,13
320 0,25 0,27 57° 5 57,0 | 5 0,15
320 0,04 | 0,06 46° 6 46,00 | 6 0,22
870 0,63 ! 0,65 64° 46’ 64,8° 2’ 0,05
870 0,21 ' 0,23 55° 12’ 55,3° 6 0,19
870 | 004 0,06 46° 6 46,0° | € 0,22
1270 0,70 : 0,72 650 34° 65,504 0,10
1270 | 0,28 -0,30 58° 19’ | 58, 30 l r 0,03
1270 | 0.05 ; 0,07 46° 30’ ; 46, ‚50 0’ —

Diese Tabellen zeigen, daß noch Dämpfungsänderungen vom Be-
trage 0,01 konstatiert werden können.

1) Die in diesen Reihen angegebenen Werte sind die Mittelwerte von
Beobachtungen.

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 845

Tabelle II.

Ein Vergleich beider Tabellen läßt ersehen, daß bei einer Ver-
stimmung von 1:7 die Dämpfungsänderung von 0,04 auf 0,05
durch 0,1°, bei einer Verstimmung von 1:21 aber durch 0,5° Zeiger-
verschiebung registriert wird; während die beiden Verstimmungen die
Dämpfungsänderungen von 0,64 auf 0,65 durch 0,2° Ausschlags-
änderung sich anzeigen.

Tabelle IH.

Verstimmung | _ Wertvong ne
x für d = 0,05 | für d = 0,04

0,005 62°49 | 605% ; 15y

0,0075 58054 |! 5622 | 28X

0,009 56°51 0 5818 | W8

0,01 55036 | 580 8 28g

0,015 51° 13° 49020 1058

0,02 48059 | 4T8g Pr

0,05 450 43’ | 45° 28’ | 15’

Tabelle IV.

Verstimmung | Wert vn o č _ Ai

Rn für b = 0,25 | für d = 0,24

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12.. 23

346 H. Wiesent.

Dies legt den Gedanken nahe, daß für jede Dämpfungsänderung
je nach der Größe der Dämpfung ein Optimum der Verstimmung

existiert.
Besonders deutlich zeigen dies die Tabellen III und IV.

Auf Grund dieser Tabellen ergeben sich die folgenden Kurven:

D = 0,25 -- 0,24

90°0 |—

| |
o zsceo = < = o
ee $ =
2 czo D D D
Se g S 3 z 5
‚

X >

Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser. 847

Es läßt sich übrigens auch rechnerisch genau zeigen, wo für
jeden Betrag der Dämpfung eine derartige Optimumverstimmung liegt.
Nach unserer Schlußformel ist

i
u 1 —

oder
4n?x?
180 — 29 = arctg | + 1)
= 1 P
p = 90 — z arctg (z +1)
wobei |
ER DNL
D
4n? «9
dag 1- 2z da č * ç č č
ad 21+(1 +2224) 16n’zt 8ra?x?
a
Für die Optimumverstimmung muß sein
d? p dP >o
dddx de
worin
dp _ ax?
P = Ib car+barr?
wenn
4n? 8 n? 16 n*
a a

dp (cxt+ bzr? + 2)2ax— ax?’ (4cx*+ 2bz)
dæ (ext + bx? + 2}

Zähler = 0 gesetzt, liefert für die Optimumverstimmung

b4
A
= 8n*
oder
dp 2 /
L = — % = d. 0,18927
2n
oder rund |

23”

348 H. Wiesent. Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser.

Dadurch erhalten wir, daß die Kurve, die den Zusammenhang
zwischen Dämpfung und ÖOptimumverstimmung gibt, eine Gerade
sein muß. |

Endlich muß noch erwähnt werden, daß der Wert, den A @ bei
der Optimumverstimmung besitzt, mit wachsendem b erst rasch, dann
immer langsamer abnimmt, was die folgende Kurve zeigen will.

"I BPL

"mM uyg ur uivsy 'W uoa 60749 4

"YU9soOIM H

‘OT 3A

ST pq ‘oruogdeje], pun ordeo], uasoTjysıp I9p yanqugef

aaea „Google

G. Vallauri. Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen usw. 849

Zusammenfassung.

Es wird ein direkt zeigender Dämpfungsmesser angegeben, der
gestattet, Änderungen des logarithmischen Dekrementes im Bereiche
von 0,75 bis 0.04 festzustellen. Änderungen im Betrage von 0,01
sind noch erkennbar und für mittlere Werte mit einer Genauigkeit
von 0,2°/, festzustellen. So kann man eine Anlage überwachen, obne
ihr zuviel Energie zu entziehen.

Der Dämpfungsmesser beruht darauf, daß zwei unter 45° gegen-
einander geneigte, miteinander starr verbundene Kurzschlußringe, von
denen der eine durch eine mit der Anlage in Resonanz befindliche
Spule, der andere durch eine zu dieser senkrechte, um einen gewissen
Betrag verstimmte Spule beeinflußt wird, eine Ruhelage aufsuchen.

Dabei befindet sich das Kurzschlußringsystem vollständig im in-
differenten Gleichgewicht.

Bei konstant gehaltener Verstimmung ist die Ruhelage nur durch
den Dämpfungswert bedingt, jedoch unabhängig von Koppelung und
Frequenz.

Zu jedem Dämpfungsbereich wird ein Optimum der Verstimmung
angegeben zu etwa !/, des Betrages der Gesamtdämpfung.

Seine Wirkungsweise ist theoretisch skizziert und praktisch
geprüft.

(Eingesandt 19. Oktober 1916.)

Adresse des Autors: Dr.H. Wiesent, Assistent a d. k. Universität
(Laboratorium Prof. Graetz), München.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie
benutzten Vakuumröhren mit drei Elektroden (Audion).

(Sul funzionamento dei tubi a vuoto a tre elettrodi (audion),
usati nella radiotelegrafia.)

Von 6. Vallauri.

Inhaltsübersicht: x$ 1—3. Allgemeines über das Audion. — 88 4—8.

Charakteristiken des Audions. — 8$ 9—11. Der Audionverstärker. —

83 12—19. Der Audionerreger mit magnetischer Koppelung. — 88 20—28

Der Audionerreger mit elektrischer Koppelung. (Ultraudion). — 83 29—38.
Der Audiondetektor. — $ 34. Zusammenfassung.

3850 G. Vallauri.

Allgemeines über das Audion.

$ 1. Die Verwendung der Vakuumröhren in der Technik der draht-
losen Nachrichtenübermittelung nimmt beständig an Verbreitung zu.
Der größte Wert dieser Geräte besteht in ihrer Fähigkeit, gleichzeitig
oder für sich allein drei verschiedene Funktionen auszuüben, nämlich:
1. die eines Empfängers, indem sie die oszillatorischen Ströme in
gleichgerichtete umformen; 2. die eines Verstärkers, insofern sie
einen veränderlichen Strom in einen anderen umformen, der sich nach
demselben Gesetze, aber mit größerer Amplitude, ändert; 8. die eines Er-
regers, indem sie Gleichströme in kontinuierliche oszillatorische Ströme
umformen. Auf Grund dieser Eigenschaften bilden die Vakuumröhren
heutzutage die vollkommenste Gruppe von Empfangsgeräten in der
drahtlosen Telegraphie und Telephonie. Auch als Sendergeräte scheinen
sie dazu bestimmt zu sein, eine immer ausgedehntere Anwendung zu
finden, nachdem die technischen Schwierigkeiten, die der Wirkung der
Vakuumröhren für beträchtliche Leistungen noch im Wege stehen
nach und nach beseitigt sein werden. |

Die wertvollen Eigenschaften der in der drahtlosen Telegraphie
angewandten Vakuumröhren stehen in engem Zusammenhange mit
einem grundlegenden charakteristischen Merkmal, das allen Ausfüh-
rungsformen gemeinsam ist. Dieses Merkmal besteht in der Verwen-
dung von drei Elektroden, nämlich: 1. einer zum Glüben gebrachten
Kathode, die zumeist aus einem von einem elektrischen Strom durch-
flossenen Drahte besteht; 2. einer kalten Anode, die für gewöhnlich
die Gestalt eines ebenen oder zylindrischen Bleches oder einer Platte
besitzt, und 3. einer Hilfselektrode, die fast immer zwischen die
beiden anderen Elektroden eingeschaltet ist und die Gestalt eines
Rostes oder Gitters hat, und für die Eccles!) zweckmäßig den
Namen Regelungselektrode oder Kontrollelektrode vorgeschla-
gen hat. |

Die Vakuumröhren mit drei Elektroden pflegt man im allgemeinen
nach dem Vorschlage von de Forest mit dem Namen Audion zu
bezeichnen, um ihre Detektorwirkung in Erinnerung zu bringen, wäh-
rend Langmuir für sie den Namen Pliotron eingeführt hat, der
auf ihre Verstärkerwirkung hinweist, und während andere Verfasser
den Namen Ventilröhren anwenden, der bereits für ältere Aus-

1) W. Eccles, Recent patents in radiotelegraphy and radiotelephony.
The Electrician 77, 595, 1916.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 351

fübrungsformen mit nur zwei Elektroden in Gebrauch ist, und durch
den ihre Gleichrichterwirkung ausgedrückt werden soll.

82. Vom physikalischen Gesichtspunkte aus betrachtet, gründet
sich die Wirkungsweise des Audions hauptsächlich auf die Erschei-
nungen der thermionischen Emission und auf jene, welche den Durch-
gang der Elektrizität durch verdünnte Gase begleiten. Eine wertvolle
Untersuchung über das Audion von diesem Gesichtspunkte aus hat
Langmuir?) veröffentlicht.

In der Hauptsache kann man sich von der Wirkungsweise des
Audions eine qualitative und grobe Vorstellung bilden, wenn man
einfach den Strom betrachtet, der zwischen der Anode und dem Drahte
übergeht, und dabei beachtet, daß dieser Strom durch die Spannung
geregelt (oder, wie man sagt, kontrolliert) wird, die man zwischen
Rost und Draht anlegt, und die man deshalb Regelungsspannung
oder Kontrollspannung nennt. Der Rost wird nämlich infolge
der an ihn angelegten Spannung wie ein Ventil oder ein Hahn wirken,
der den Durchgang für den Strom zwischen Anode und Draht mehr
oder minder weit Öffnet. Diese qualitative Darstellung genügt indessen
nicht, um mit ausreichender Klarheit das Verhalten des Audions in
jeder einzelnen der sehr zahlreichen Schaltungsweisen zu erklären, die
dafür vorgeschlagen und zum Teil angewandt worden sind. Und noch
weniger genügt sie, um die Eigenschaften dieser Schaltungen voraus-
zusagen und miteinander zu vergleichen, und um sie zu den Charakte-
ristiken der Audionform in Beziehung zu bringen, die man jeweils
anwenden will.

Der Zweck der vorliegenden Untersuchung besteht darin, eine
angenäherte analytische Darstellung von der Wirkungsweise des Audions
zu geben, eine Darstellung, die dazu dienen soll, sich eine weniger
unvollkommene Vorstellung, wenn auch nicht vom Wesen, so doch
von der Art und Weise des Vorganges zu geben, sowie von dem Ein-
flug der einzelnen veränderlichen Faktoren, von den kritischen Be-
ziehungen zwischen ihnen und von den Eigenschaften der verschiedenen
angewandten oder vorgeschlagenen Schaltungsweisen in ihrem Verhält-
nis zueinander. Dabei soll zunächst ein Versuch einer physikalischen
Theorie für die Wirkungsweise des Audions gänzlich beiseite gelassen
werden.

1) J. Langmuir, La pura scarica elettronica e le sue applicazioni
alla telegrafia ed alla telefonia senza fili. L’Elettrotecenica 2, 714, 1915.

352 - . G. Vallauri.

& 3. Das Verhalten eines Audions hängt vor allen Dingen von
seinem geometrischen und physikalischen Bau ab, nämlich von der Ge-
stalt, den Abmessungen und der gegenseitigen Anordnung der Elektroden,
ferner von ihrer Natur, sowie von der Art und dem Verdünnungsgrade des
in der Röhre enthaltenen Gases. Auf diesen Elementen beruhen die Unter-
schiede zwischen den zahlreichen Ausführungsformen der Vakuumröhren
mit drei Elektroden, die heutzutage von vielen Fabriken hergestellt
und in der drahtlosen Telegraphie benutzt werden. Bei einem ge-
gebenen Audion ändert sich das Verhalten seinerseits mit dem Maße
des Glühens der Kathode; aber auch dieser Faktor bleibt für gewöhn-
lich bei gegebenen Wirkungsbedingungen konstant, so daB man ihn
unberücksichtigt lassen kann, wenn man die Art und Weise, wie sich
der Zustand des Audions während der Wirkung selbst ändert, zum
Gegenstande der Untersuchung machen will.

Fig. 1.

Betrachten wir beispielsweise eine Schaltung wie die in Fig. 1
dargestellte, wo b die Audionröhre, a die Anode oder das Blech, c die
Regelungselektrode oder den Rost und f die glühende Kathode oder den
Draht darstellt, so können wir, wie ersichtlich, im allgemeinen zwei äußere
elektrische Kreise, abgesehen vom Heizkreise des Drahtes, betrachten.
Von diesen beiden äußeren Kreisen ist im Falle der Fig. 1 der eine
zwischen Draht und Anode, der andere zwischen Draht und Rost ge-
schaltet. Jeden einzelnen dieser beiden Kreise könnte man durch einen

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 358

zwischen Anode und Rost geschalteten Kreis ersetzen, indem man mit
Hilfe einfacher algebraischer Beziehungen von dem Ausdruck für Span-
nung und Stromstärke in dem betrachteten Paar von Stromkreisen zu
dem entsprechenden Ausdruck für das neue Paar übergeht. Man
braucht indessen nur einen der drei möglichen Fälle zu betrachten,
beispielsweise den der Fig. 1. In diesem Falle enthält der rechte
Kreis, der zwischen Anode und Draht eingeschaltet ist, eine regelbare
anodische EMK. e, welche einen Strom i, speist und eine Spannung v,
zwischen Anode und Draht aufrecht erhält. Der linke Kreis hingegen
-ist zwischen Rost und Draht geschaltet und erfüllt daher die Aufgabe
eines Regelungskreises. Für diesen letzteren Kreis gelten die ent-
sprechenden Definitionen von e, t, und v, Es versteht sich, daß, damit
man die beiden äußeren Kreise ‚als einfache Kreise auffassen kann, die
in der Figur dargestellten Voltmeter, die zur Messung von v, und v,
bestimmt sind, von solcher Bauart sein müssen, daß sie keinen Strom
ableiten, oder aber, man muß den durch sie abgeleiteten Strömen
mittels passender Korrektionen Rechnung tragen.

Charakteristiken des Audions.

84. Ist ein Paar äußerer Kreise gegeben, von denen jeder mit
zweien der Elektroden des Audions verbunden ist (wie beispielsweise
-im Falle der Fig. 1), so besteht die Aufgabe des Audions darin,
zwischen den beiden Kreisen eine Art Koppelung herzustellen, infolge
derer sich zwischen den charakteristischen Veränderlichen besondere Be-
ziehungen zeigen müssen. Dieser Veränderlichen gibt es vier, nämlich
die beiden an die Elektrodenpaare angelegten Spannungen ') v, und v,
und die zugehörigen zwischen ihnen fließenden Ströme i, und i,

Die Möglichkeit, nach Belieben von außen her mittels einer
Änderung der Kreise (beispielsweise durch Veränderung der elektro-
motorischen Kräfte oder der Widerstände) zwei und nur zwei dieser
vier Veränderlichen zu ändern, zeigt, daß sich die Wirkung des Audions
im allgemeinen analytisch mit Hilfe von zwei Gleichungen zwischen
den vier Veränderlichen v, V, i, t, darstellen lassen muß. Mit anderen

a 0’ a
Worten: wenn man annimmt, daß jeder der beiden äußeren Kreise

1) In Wirklicheit ändert sich das Potential längs des Drahtes infolge
des Potentialabfalles, der den Durchgang des Heizstromes begleitet. Des-
halb sind die Spannungen v, und v. als auf das mittlere Potential des
Drahtes bezogen anzusehen, und die äußeren Kreise gehen deshalb bei der
Schaltung der Fig. 1 vom Mittelpunkte der Heizbatterie aus.

354 G. Vallauri.

für sich allein innerhalb der Röhre geschlossen würde, daß also das
Audion nicht die oben genannte gewisse innere Koppelung herstellte,
so müßte :, eine Funktion von v, allein und ż¿, eine Funktion von v,
allein sein. Die Anwesenheit des Audions erzeugt hingegen eine
Wechselwirkung zwischen den beiden Kreisen und bewirkt dadurch,
daß sowohl :, als auch :, als Funktion von v, wie von v, angesehen
werden muß, so daß man den beiden Gleichungen zwischen den vier
Veränderlichen die allgemeine Form |
t 7 vv, va) |

geben kann. ta = X War Va)

In Analogie zu den in allen anderen Zweigen der Elektrotechnik
gebräuchlichen Bezeichnungen kann man diese Gleichungen ‚Charak-
teristische Gleichungen“ oder (nach den Begriffen der analytischen
Geometrie) „Oharakteristische Flächen“ für den Zustand des Audions
nennen. !)

85. Für die Bestimmung der Charakteristiken kann man eine
Versuchsanordnung benutzen, die dem Schaltungsplan der Fig. 1 ent-
spricht. In dieser Anordnung kann man die EMK. e, sich so ändern
lassen, daß beispielsweise die Spannung v, für eine ganze Versuchs-
reihe, unabhängig von allen Veränderungen der Stromstärke ?_, kon-
stant bleibt. Wenn man dann e, und somit v, stetig ändert, so kann
man die entsprechende Änderungsweise von i, und i, als Funktion
von v, — immer für v, = konst. — feststellen. Auf diese Weise
gelangt man zur Bestimmung der beiden charakteristischen Flächen
für das Audion durch zwei Kurvenscharen mit den Koordinaten (t, v.)
bzw. (i v,» in denen jede Kurve einem gegebenen Werte von v, ent-
spricht. Wir haben hier die bekannte geometrische Darstellung einer
Fläche nach dem Verfahren der zerlegten Ebenen.

Ein Beispiel für diese Darstellungsweise ist für die zweite Charak-
teristik ©, = x (Vv, v,) in den Diagrammen der Fig. 2 gegeben, die sich
auf eine Röhre beziehen, welche zu entsprechenden Versuchen benutzt

1) Die vorliegende Untersuchung war im Druck, als eine Notiz von
Marius Latour (The Electrician 78, 280, 1. Dez. 1916) erschien, in der
die Begriffe des § 4 in von der unserigen nicht stark abweichenden Form
angedeutet sind. Aber die Behandlung, die Latour auf dieser Grundlage
gegeben hat, ist ganz allgemein gehalten und stützt sich auf keinerlei kon-
krete und experimentelle Form der Charakteristiken, auch beschränkt sie
sich allein auf den einfachen Fall des Audions als Verstärker. (Vgl. Jahr-
buch 12, 288 ff., 1917.) | |

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 855

wurde, und die in der Figur auf das Gebiet des größten Interesses für
die Anwendung begrenzt worden sind. In eben diesem Gebiete, ins-
besondere für v, < 0, bleiben die Werte von i, sehr klein und sind

Fig. 2.

in der Mehrzahl der Fälle ohne weiteres gegenüber den Werten von (A
zu vernachlässigen. Beispielsweise bleiben in dem Audion, auf das
sich die Fig. 2 bezieht, die absoluten Werte von i, an allen Punkten,
für welche v, < 0 ist, kleiner als 24 A; nur wenn die Regelungs-
spannung v, positiv wird, beginnen die die Stromstärken :, mit wach-
sendem v, merklich zu wachsen, und diese Zunahme erfolgt um so

356 G. Vallauri.

rascher, je niedriger die Anodenspannung v, ist (s. § 21, Fig. 11).
Man kann daher unter der Bedingung v, < 0 die erste Charakteristik
i = w(v, v,) zunächst angenähert durch die Gleichung

i, = 0
ausdrücken, wobei man jede weitere Betrachtung auf den Gang der
zweiten Charakteristik beschränkt, wie er beispielsweise durch die
Kurvenschaar der Fig. 2 dargestellt wird.

S 6. Durch den Umstand, daß wir :, = 0 angenommen haben,
erklärt sich die Rolle als „Regelungselektrode“, die wir dem Rost zu-
erteilt haben. . Wenn nämlich die Stromstärke im Roste Null ist, so
ist es möglich, die Anodenstromstärke i, ohne Energieaufwand, allein
durch Anderung der Regelungsspannung v,, zu verändern. Wir haben
somit in jedem Falle einen Verstärkungsvorgang. Wollen wir
außerdem die Annahme machen, daß während der Änderungen von dv,
und somit auch von :, die Anodenspannung v, konstant bleibt, so
brauchen wir nur eine Charakteristik mit nur zwei Veränderlichen,
i, = f(v), zu. betrachten, welche mit einer der in der Fig. 2 aus-
gezogen gezeichneten Charakteristiken identisch ist. Wenn diese Cha-
rakteristik einen geradlinigen Verlauf hat (wie dies annäherungs-
weise in der Nähe der Biegung der Fall ist), so wiederholen sich
die Änderungen von v, durch proportionale Änderungen von i,, und
wir haben dann einen reinen Verstärkungsvorgang. Wenn hin-
gegen die Charakteristik krummlinig ist, so gibt jede periodische Ver-
änderung von v, im allgemeinen Anlaß entweder zu einer periodischen
Änderung von i, mit der gleichen Frequenz, aber mit deformiertem
Verlauf, oder zu einer Änderung des Mittelwertes von t, und in dieser
letzteren Wirkung besteht dann die Gleichrichterwirkung, die zu
der Verstärkungswirkung hinzutritt. Diese letztere kann man dann
(auf die weiter unten angegebenen Arten) benutzen, um einen Vorgang
der Erzeugung kontinuierlicher Schwingungen herbeizuführen, wenn
man die beiden elektrischen Kreise auch außen aufeinander einwirken
läßt und so die Verstärkerwirkung nutzbar macht, um die Verluste
wett zu machen, welche den Durchgang eines oszillatorischen Stromes
begleiten, und um somit deren Dämpfung zu vernichten.

Die folgende analytische Behandlung stellt einen ersten Versuch
dar, diese qualitativen Erklärungen durch eine angenähertere Darstellung
zu ersetzen, bei der jedoch auch weiterhin :, = 0 angenommen, aber
die Veränderlichkeit der Anodenspannung v, während der Wirkung
nicht von vornherein vernachlässigt wird.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 857

8 7. Einen nicht empirischen Ausdruck für die charakteristische
Gleichung 1, = x (v, v,) könnte man nur aus der Theorie der Vor-
gänge ableiten, die im Innern des Audions verlaufen (vgl. § 2). Aber
unsere Kenntnisse in dieser Hinsicht sind für diesen Zweck einstweilen
unzureichend, und die Aufgabe geht überdies über den Rahmen der
vorliegenden Untersuchung hinaus. Es empfiehlt sich daher, die ex-
perimentelle Kenntnis der Charakteristik i = x (Vv, v,) vorsuszusetzen
und aus ihr eine rein empirische analytische Darstellung abzuleiten.

Die erste und gründlichste Annäherung, auf die man verfällt, be-
steht darin, ein mehr oder minder ausgedehntes Stück der charakte-
ristischen Fläche in der Umgebung eines bestimmten Punktes durch
die Projektion eben dieses Stückes auf die zu der Fläche in dem be-
trachteten Punkte tangentiale Ebene zu ersetzen. Ein solches ersetzendes
Verfahren ist um so unbedenklicher, je geringer die Krümmung der
Fläche in dem jeweils betrachteten Gebiete ist. Wenn wir nun die
in Fig. 2 durch Schnitte dargestellte Fläche betrachten, so sehen wir,
daß ein solches der Ebene sich. näherndes Gebiet besteht und ver-
‚hältnismäßig ausgedehnt ist. Die Kurven haben nämlich in der Nähe
der Biegung auf eine ziemliche Strecke einen praktisch geradlinigen
Verlauf, und diese einzelnen geradlinigen Strecken sind ihrerseits für
eine gewisse Anzahl von Kurven nahezu parallel und &quidistant.

Legen wir durch einen mittleren Punkt eben dieses Gebietes die
Tangentialebene zur Fläche, und ersetzen wir diese Fläche durch sie,
so erhalten wir eine lineare charakteristische Gleichung, der wir
die Form

t, = av, bv, +e
geben können.

In dieser Gleichung haben offenbar a und b die Dimension einer
Leitfähigkeit und c jene einer Stromstärke.

Für den Fall des Audions, auf das sich die Fig. 2 bezieht, ist
als Tangentialpunkt der in der Figur durch einen kleinen Kreis be-
zeichnete Punkt gewählt, der ungefähr dem Gebiete größter Neigung
der Kurven i, = /(v,) entspricht. Aus der Neigung der besonderen
Kurve i, = f(v,), die durch den betrachteten Punkt hindurchgeht, er-
hält man den Parameter a, und dieser ergibt sich gleich 28 u A/V
oder L = ZM Q. Für die Ableitung des Parameters b kann man
auf die Zeichnung des Schnittes der gegebenen Fläche mit der zur
Achse v, senkrechten und durch den betrachteten Punkt gehenden
Ebene zurückgreifen. Dieser Schnitt ist in der Figur durch die ge-

358 G. Vallauri.

strichelte Linie dargestellt, und deren Neigung in dem gewählten
Punkte ist b = 16,8 u A/V (oder L = u MQ) Um den Para-
meter c zu erhalten, müssen wir nunmehr in die lineare Gleichung
alle die übrigen Ausdrücke einsetzen, die bekannt sind, und dabei be-
rücksichtigen, daß sich die Werte der Fig. 2 auf eine Versuchsanordnung
beziehen, die sich von der in Fig. 1 dargestellten ein wenig dadurch
unterscheidet, daß v, und v, am positiven Ende des Drahtes gemessen
sind. Da dieser Draht während des Versuches einen Spannungsabfall
von 2,8 V verzehrte, so müssen wir, wenn v, und v, die ihnen in der
ersten Anmerkung zum $ 4 beigelegte Bedeutung beibehalten sollen,
die aus der Fig. 2 erhaltenen Werte für die Spannung um 1,4 V ver-
mehren. Wir erhalten dann:

203,2 = 28(— 7,5 -+ 1,4) + 16,8 (25 + 1,4) + c,

und hieraus ergibt sich:
c = — 69,5
und somit:
t, = 28v, + 16,8 v, — 69,5.

Natürlich kann man, so lange man in erster Annäherung die
Charakteristik als eben annimmt, aus ibr wohl eine analytische Dar-
stellung der Wirkungsweise des Audions als Verstärker und als
Schwingungserzeuger ableiten, aber nicht eine solche seiner Wirkungs-
weise als Detektor, da ja die Gleichrichterwirkung oder die Detektor-
wirkung gerade auf der Krümmung der charakteristischen Fläche
beruht.

8 8. Abgesehen von der Ungenauigkeit, die dadurch hinein-
kommt, daß man an die Stelle der aus den Versuchen abgeleiteten
charakteristischen Fläche eine empirisch bestimmte, mit ihr nicht zu-
sammenfallende Fläche treten läßt, ist es angebracht, gleich anfangs
eine andere mögliche Ursache für eine Unstimmigkeit zwischen den
Ergebnissen der analytischen Behandlung und jenen des tatsächlichen
Gebrauches des Audions hervorzuheben. |

Wir setzen die Fläche i, = y (v„ v,) voraus als abgeleitet aus
Versuchsanordnungen von der Art der in Fig. 1 dargestellten; mithin
stellt jeder einzelne ihrer Punkte eine Arbeitsbedingung dar. Es ist
nun nicht ausgeschlossen, daß, falls die unabhängigen Veränderlichen
sich mit der Zeit beständig und rasch ändern, der Zustand des Audions,
wie er beispielsweise durch den Wert von i, als Funktion von v,

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 359 |

und v, charakterisiert wird, nicht mehr ausschließlich und eindeutig,
von den Augenblickswerten dieser beiden Veränderlichen abhängt, son-
dern auch vom Verlauf der Änderungen, die diese vorber durch-
gemacht haben. Wir würden es hierbei mit einer Trägheits-
wirkung, oder, wenn man so sagen will, mit einer Hysterese-
wirkung in der Wirkung des Audions zu tun haben. Mit anderen
Worten kann man in Anlehnung an die bei der Behandlung des elek-
trischen Lichtbogens zur Erzeugung von Schwingungen üblichen Be-
zeichnungsweise sagen, die statischen Charakteristiken des Audions
würden von den dynamischen verschieden sein. Die Gleichungen
zwischen den charakteristischen Parametern müßten in diesem Falle
mittels der bereits für andere Hystereseerscheinungen eingeführten
Kunstgriffe abgeändert werden, und es würde in ihnen als neue höchst
wichtige Veränderliche die Zeit auftreten, was für jegliche analytische
Behandlung recht beträchtliche Schwierigkeiten mit sich bringen würde.

Die experimentellen Angaben in dieser Hinsicht sind einstweilen
noch recht spärlich. Die Versuche von Lindemann und Hupka?)
über die Liebenröhre gestatten, wenigstens teilweise die Trägheits-
vorgänge für solche Röhren vorauszusagen, in denen das Vakuum ver-
hältnismäßig mäßig ist und entschieden die Erscheinung der Stoß-
ionisation nutzbar gemacht wird. . Dagegen lassen die Versuche von
Langmuir?) und andere im Gange befindliche Untersuchungen an-
nehmen, daß für den Fall von Röhren mit &ußerster Verdünnung die
Trägheitswirkungen zu vernachlässigen sind. Diese Betrachtungen
zejgen indessen, wie zweckmäßig und wünschenswert es ist, die Er-
gebnisse der folgenden analytischen Behandlung seinerzeit einer strengen
und eingehenden Nachprüfung zu unterwerfen.

Der Audionverstärker.

8 9. Durch die Annahme, daß unter allen Arbeitsbedingungen,
die wir betrachten wollen, ©, = 0 sei, wird der Spannungsabfall in
dem außerhalb des Audions liegenden Teile des Regelungskreises null.
Man kann daher in jedem Falle die Regelungsspannung v, mit der
in dem Kreise wirksamen EMK. e, gleich setzen. Auf Grund dieser
Betrachtungen und der einfachen Annahme einer ebenen Charakteristik
i, = av, +bv,+c kann man die Wirkungsweise des Audions sowohl

1) R. Lindemann und E. Hupka. Sul funzionamento e sulle propri-
età dei tubi di Lieben. L’Elettroteenica 2, 185, 1915. (Vgl. Jahrbuch 12,
218 f£., 1917.) | |
2) a. a. O. 82.

360 F. Vallauri.

als Verstärker wie als Erreger untersuchen. Da aber diese zweite An-
wendung sich auf die erste gründet und sie umfaßt, ist es zweck-
mäßiger, sich auf diese zu beschränken (s. § 12ff).

Jedenfalls hängt in dem Falle des einfachen Verstärkungsvor-
ganges (bei dem keine äußere Koppelung zwischen den beiden Kreisen
vorhanden ist, $ 6), die Beziehung zwischen der in dem Regelungs-
kreise wirksamen EMK. e, und der Anodenstromstärke 2, außer von
der Charakteristik des Audions auch von den Eigenschaften des Anoden-
kreises ab. Wenn dieser beispielsweise eine konstante EMK. E, ent-
hält, und man annehmen kann, daß sich alle Ursachen für einen
Spannungsabfall wie ein einfacher Ohmscher Widerstand R (s. Fig. 3)
verhalten, so erhält man:

Fig. 3.

v=E,- Ri:

t =av,+bv te,

w=ae,+b(E, — ki)+te,'

TOE

“ 1+bR
Wenn nun e, einen konstanten Teil Æ, und einen periodisch mit

dem Mittelwerte Null veränderlichen Teil e enthält, also e, = E, + e

ist, so wird auch ¿, aus einem konstanten Teile I, und einem ver-
änderlichen Teile è gebildet. Setzen wir nämlich:

L,=aE, +b(E— RIL)+e

ae +bE +o).

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen 'Telegraphie. usw. 361

oder
1
I E ),
ot ate)
so erhalten wir durch Substitution:
ae .
„= I, + 1+bR hti,
wo
— 140R
ist.

Was nun die veränderlichen Teile e und è angeht, so sehen wir
also, daß ihre Werte in jedem Augenblicke einander proportional sind,
und der Verstärkungsvorgang ist somit ein vollkommener.

Nehmen wir das Verhältnis = a a R als Index für das Ver-
stärkungsvermögen, so sehen wir, daß unter dem Gesichtspunkte
der Zweckmäßigkeit des Audions es sich empfiehlt, daB a groß
und b klein ist, daß also die ausgezogenen Linien in Fig. 2 mög-
lichst steil und möglichst dicht beieinander verlaufen.

$ 10. Wenn wir im Anodenkreise außer dem Ohmschen Wider-
stande R noch eine Selbstinduktion L betrachten müssen, so erhalten
wir unter Verwendung derselben rn wie zuvor:

p=ae+b|E,— Ri, 1% a) he,

Pi
|

=aE,+tb(E,—-RI)+e;
r=1i—-J],=te—b Rit La)

` Aus dieser Beziehung wird ersichtlich, daß, wenn man b und L
nicht gleich Null setzen kann, die Voraussetzung der ebenen Cha-
rakteristik für die Gewährleistung einer vollkommenen Verstärker-
wirkung nicht ausreicht. Die veränderlichen Teile von e, und t,
also e und i, sind nämlich nicht mehr miteinander in Phase, und im
allgemeinen Falle eines nicht einfach sinusförmigen e sind die Ampli-
tuden- und Phasenverhältnisse der einzelnen Öberschwingungen eine
Funktion der zugehörigen Frequenzen.

Es ist weiter leicht ersichtlich, daß im Falle L = 0 ( 9) der
Kreislauf der Veränderung des Zustandes des Audions in seiner cha-
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12, 24

362 Sauer i G. Vallauri.

rakteristischen Ebene sich auf einen Abschnitt einer Geraden reduziert,
die durch den mittleren Punkt (A I, E, — RI geht, und deren

Projektion auf die Ebene der Fig. 2 eine Neigung E p bat. Die

Tatsache verdient hervorgehoben zu werden, daß, da a und b immer
positiv sind, diese Neigung immer kleiner ist als a, also kleiner als
die Neigung der in Fig. 2 ausgezogen gezeichneten Kurven i = f(v).
Also verschiebt sich die Projektion des Punktes, der den Zustand des
Audions darstellt, nicht auf der Tangente an eine dieser Kurven, son-
dern in einer minder stark geneigten Richtung, wie beispielsweise in
der Richtung der in derselben Figur gestrichelt und punktiert ge-
zeichneten Geraden. In dem’ weiteren Falle, daß L von Null ver-
schieden ist, ist der geschlossene Kreislauf, den der darstellende Punkt
beschreibt, nicht mehr ein Segment, sondern er schließt eine endliche
Fläche ein.

Damit es zulässig sei, L == O oder gar b = U zu setzen, muß
das Produkt bw L (wo œ = 2 æ f = Pulsation des als einfach sinus-
förmig vorausgesetzten e ist) bzw. müssen die Produkte b R und bœ L
gegenüber Eins zu vernachlässigen sein. Damit sie beispielsweise in dem
zahlenmäßigen Falle der Fig. 2 nicht größer als 1/100 werden, dürfen

1 1 1
R ang œw L nicht größer werden als 100° b "100 x 168 M2
= 595 Q.

In ähnlicher Weise könnte man den Fall einer in den Anoden-
kreis in Reihe geschalteten Kapazität betrachten; aber dieser Fall würde
keinerlei Berührungspunkt mit der praktischen Wirklichkeit haben,
weil I, = 0 sein müßte Nun kann der resultierende Anodenstrom
ia = Ip + ¿ keine negativen Werte annehmen, und mithin muß I,
nicht nur positiv, sondern auch kleiner als die Höchstamplitude von i
sein. Die Behandlung ließe sich hingegen auf kompliziertere Schal-
tungen ausdehnen, bei denen beispielsweise die beiden Kreise in paral-
lele Zweige unterteilt wären, wie in dem Schaltungsplan der Fig. 4.
die mit einigen Vereinfachungen eine typische Anordnung für die Ver-
wendung des Audions als Verstärker beim Empfang drahtloser tele-
graphischer Signale mit gedämpften Wellen darstellt. Beispiele ähn-
licher Kreise sollen weiter unten ($ 13 ff.) bei der Bebandlung der
Arbeitsweise des Audions als Erreger untersucht werden.

8 11. Es muß angemerkt werden, daß unter dem Gesichts-
punkte der dabei mitspielenden elektrischen Energie uusere Zu-

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 363

grundelegung des Verhältnisses was welches die Dimension

Null hat, als Maß für die Verstärkung im Falle der Fig. 3 nicht voll-
kommen streng erscheint. Es ist aber leicht ersichtlich, daß infolge
der vereinfachenden Annahme i = 0 das als Verhältnis zwischen
der An ME (für welche man .vernunftgemäB den Ausdrnck

P == Ai Ri?dt annehmen kann; und der (von der in Fig 3

BEN a und b liegenden Wechselstromquelle gelieferten) Primär-
leistung definierte Verstärkungsvermögen unbestimmt ist, da nach der
Voraussetzung die letztere Null ist, während die erstere endlich ist.
Berücksichtigt man indessen die Verluste, die sich geltend machen,
wenn man im Regelungskreise die periodische EMK. e aufrecht erhalten
will, so kann man auch unter Beibehaltung der gemachten verein-
fachenden Annahmen das Verstärkungsverhältnis definieren und

Fig. 4.

berechnen. Beispielsweise könnte man im Falle der in Fig. 4 dar-
gestellten Empfangsanlage als Verstärkungsverhältnis das Verhältnis
zwischen der Energie annehmen, die an den Kreis Empfänger-Telefon
abgegeben wird, wenn dieser zwischen «' und b geschaltet ist, und
jener, die diesen Kreis aufnehmen würde, wenn man ihn unter Aus-
schaltung des Audions zwischen a und b legen würde.

Des weiteren wird, da die im Regelungskreise auftretende Energie

Null ist, die Nutzleistung, die beispielsweise in dem einfachen Falle
24*

364 G. Vallauri.

A
1 D : ]
der Fig. 3 durch P, = T f Rı”dt dargestellt ist, vollständig von der
0

Quelle der EMK. E, erzeugt, die eine Gesamtleistung P, = EI, lie-
fert. Man kann übrigens durch Übereinkunft als Ausbeute des

Audionverstärkers das Verhältnis Žu definieren, bei welchem man

t
von der Energie absieht, die bestimmt ist, den Draht glühend zu er-
halten. Im Falle der Fig. 3 und unter der Annahme, daß e und č
einfach sinusförmig seien und die Effektivwerte Æ und I haben, er-

2 F
hält man 2 = -n und wenn man den Grenzfall der Höchstamplitude
t a0
= von i oder V2I= I annimmt, so erhält man —* = 2 x ih
? ’ P 2 E,
dem in Fig. 2 angezeichneten Punkte würde für R = 1000 Q, R =
10000 2 und R = 100000 Q diese Grenzausbeute 0,4 v. H. bzw.

3,6 v. H. und 22 v. H. betragen.

Der Audionerreger mit magnetischer Koppelung.

812. Die Wirkungsweise des Audions als Erreger beruht (vgl.
$ 6) auf einer äußeren Koppelung der beiden Kreise, welche es ge
stattet, die verstärkende Wirkung zu dem Zwecke nutzbar zu machen,
die Ursachen der Dämpfung in einem Schwingungskreise aufzuheben.

Fig. 5.

Ehe wir diesen Fall behandeln, bietet es einiges Interesse, die
Wirkungen der einfachen magnetischen Koppelung zwischen den beiden
Kreisen für den Fall zu untersuchen, daß sie keine Kapazität enthalten
und somit aperiodisch werden. Das ist der Fall, der in Fig. 5 dar-

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 365

gestellten Schaltungsweise. Für diesen Fall haben wir auf Grund der

gemachten Voraussetzungen vor allen die charakteristische Gleichung
„ar, +bu,te,

alsdann die Gleichung für den Rostkreis (i, = 0):

= Ep — M dt ,
and endlich die Gleichung für den Anodenkreis:
v =E —Ri ae,
a a a d t

Es empfiehlt sich die Bemerkung, daß durch die Art und Weise.
wie die Gleichungen für den Fall der Fig. 5 aufgestellt worden sind,
das Vorzeichen des Koeffizienten der gegenseitigen Induktion M be-
stimmt wird. Es ist positiv, wenn die verketteten Flüsse, die je
Produkte zweier Ströme sind, deren Richtungen durch die Pfeile be-
zeichnet werden, gleichlaufend sind; es ist negativ, wenn sie einander
entgegengesetzt sind.

Das System der soeben aufgestellten drei Gleichungen verbindet
die drei Unbekannten v, v, und i, miteinander, die mit der Zeit ver-
änderlich sind. Wenn wir nun die beiden ersten dieser Unbekannten
eliminieren, wenn wir also die zweite und die dritte Gleichung in die
erste einsetzen, so erhalten wir

BL+am Ge + +b Ri, — (aE, +bE, tco) =O.

Und wenn wir uns nun (s. § 9) des Ausdrucks für die Strom-
stärke J, erinnern (die im tatsächlichen Falle mit der Stromstärke
zusammenfällt, die wir beim Betriebe ohne Koppelung erhalten würden,
also für M = 0), nämlich des Ausdrucks

IR E,+tbE, +o,

_ 1
1+bR
=], +:
so haben wir

BL+ aM + +bRi= 0

Integrieren wir diese Gleichung, und nehmen wir an, daß im
Anfangsmomente der Anodenstrom geschlossen werde, daß also für
Z2=0::, = 0 und somit = —/J, sei, so haben wir:

I+HbR `

; "iLras |°
I == ÍT 1 — e i
u 0

866 G. Vallauri.

Wenn wir beachten, daß «, b, L und R wesentlich positive Parameter
i b

sind, so geht aus diesem Ausdruck hervor: 1. für M>— T L strebt-

die Stromstärke ¿_ asymptotisch dem Betriebswerte I, zu, und zwar

um so rascher, je kleiner M ist; — 2. für den Grenzfall M = si
[04

und unter der Annahme, daß M dem Werte — Li zustrebt, stellt
5

sich für abnehmende Werte die Betriebsstromstärke I, in einer un-
endlich kurzen Zeit ein und bleibt danach konstant, — 3. für

b R . \
M< Zu ist die Stromstärke negativ und nimmt unbegrenzt zu

Fig. 7.

(s. Fig. 6) Das Widersinnige dieser letzten Folgerung zeigt nur die
physikalische Unmöglichkeit, daß die Ersetzung der tatsächlichen cha-
rakteristischen Fläche durch eine Ebene außerhalb eines begrenzten
Gebietes gültig sein kann.

Setzen wir den Ausdruck für :, in die beiden anderen Aus-
gangsgleichungen ein, so leiten wir die Art und Weise der Änderung
von v, und v, ab, und wenn wir die Zeit eliminieren, so können wir
den Vorgang daraus ableiten, indem wir den Punkt, der den Zustand
des Audions darstellt, auf der charakteristischen Ebene verschieben.

8 13. Wir kommen nunmehr zur Untersuchuug der Wirkungs-
weise des Audions als eines Erregers kontinuierlicher Schwingungen.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 867

Da empfiehlt es sich, auf ein typisches Beispiel wie das der Fig. 7
Bezug zu nehmen. Erinnern wir uns der wiederholt gemachten Voraus-
setzungen, und bedienen wir uns der in der Figur angegebenen Be-
zeichnungen, so können wir die folgenden Gleichungen aufstellen, in
denen v die Potentialdifierenz des Punktes a gegen den Punkt b be-
zeichnet:

i= ae = bv tC, }
di

e= Ri- Dl = 0,
v -4 fëdt=
C f
a= hat h»
di
n= EB- My

t =E -Ri-v.

Dieses System von 6 Gleichungen gestattet, die 6 Veränderlichen
is ig io Up Uy U als Funktionen der Zeit zu bestimmen. Nachdem
man einmal die dritte Gleichung abgeleitet hat, kann man :, in die

vierte einsetzen, und aus ihr und ihrer Ableitung erhält man dann ',

di iaa aia ; a. s
und —:, um diese in die zweite und in die fünfte einzusetzen und

dt
so zu einem System von 4 Gleichungen zwischen i, v
zugehen, nämlich:
i = av tbr, +“

ne p + ro% T v=L%4 Ri,

a Up V über-

yt’

2,
n = E,— M Ti+ yo

dt?’
v=E — Riv.
Setzt man die durch die dritte uud vierte Gleichung gegebenen

Werte für v, und v, in die erste Gleichung ein, so erhält man ein
System von zwei Gleichungen zwischen :, und v, nämlich:

nero +10 t= R +L | |

ren (I+5R)i En, |

368 G. Vallauri.

In die zweite dieser Gleichungen haben wir, wie in den voraus-
gegangenen Paragraphen, die Größe I, eingeführt. Diese stellt den
konstanten Wert dar, den im Betriebe die Stromstärke ¿, für den
Fall M = 0 annehmen würde und unterliegt somit der Beziehung:

L=ab,=b[E,—-(R+R)I)+e.
Eliminieren wir aus den beiden letzten Gleichungen einmal as
und einmal ¿,, so erhalten wir zwei neue Gleichungen, in denen nur

di ir Er f :
‘, bzw. --” vorkommen. Lösen wir die erstere dieser Gleichungen

dt
di

auf, und setzen a in die zweite ein, so erhalten wir eine End-
gleichung, in der nur v als Funktion von £ vorkommt. Diese End-
gleichung ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung, und
zwar eine vollständige und nicht homogene mit konstanten Koeffizienten;
sie hat mithin die Form:

PEET Lyo=e,

wo i
u=(1+b)LC
A=aMtbL+U+ORRO |
y=1+b(R+R) |
s=[1+b(R+R/]RI,

ist.

Da alle auf den rechten Seiten dieser Ausdrücke erscheinenden
Parameter positiv sind, mit Ausnahme von M, das auch negativ sein
kann, so sind œ, £ und & sicherlich positiv.

Setzen wir v = V+ v, und V= m — RI,, so erhalten wir das

allgemeine Integral

§ 14. Damit der Vorgang periodisch verlaufe, muß vor allen
a die Wurzel imaginär sein, also
A > B

Ja?

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen 'Telegraphie usw. 869

‘Damit ferner der periodische Vorgang nicht gedämpft sei oder nicht
-unbegrenzt wachse, sondern einem Schwingungszustande mit konstanter
Amplitude zustrebe, muß der Exponentialfaktor konstant sein, also

Emo oder p= 0.

Diese zweite Bedingung schließt auch die erste in sich und ist

‚gleichwertig mit der folgenden:
vo ILEUHORRO,
fl

Die analytische Behandlung lehrt uns somit, daß man, um kon-
-tinuierliche Schwingungen zu erhalten, eine besondere
Koppelung zwischen den beiden Kreisen herstellen muß, bei
welcher der Koeffizient der gegenseitigen Induktion negativ ist und
den durch den soeben abgeleiteten Ausdruck gegebenen Wert hat.
Entfernt man sich von diesem kritischen Werte für M nach kleineren
‚absoluten Werten hin, so ist der Vorgang anfänglich periodisch. aber
‚die Schwingung ist gedämpft, wobei für höhere Werte die Schwingung
unbegrenzt an Amplitude zuzunehmen strebt. Entfernt man sich mehr
und mehr von dem kritischen Werte der Koppelung, so gelangt man
‚schließlich zu Bedingungen, unter denen die Wurzel reell und der
Vorgang aperiodisch wird mit einem Endzustande von endlicher und
unendlicher Amplitude, je nach dem Werte von M.

Es liegt auf der Hand, daß die Fälle, in denen die Amplitude
unbegrenzt zu wachsen strebt, in Wirklichkeit nicht eintreten können,
weil dem der Umstand entgegensteht, daß Ursachen mitspielen, die
‘wir in der vorliegenden Theorie vernachlässigt haben. Vergrößert man
nämlich die Änderungen der einzelnen Parameter mehr und mehr, so
muß der Zustand des Audions den Bereich verlassen, in welchem die
-Charakteristik ¿i = z (v,, v,) als eben angenommen werden und die
Stromstärke ¿, vernachlässigt werden kann. Es ist sonach zu erwarten,
.daß wir, wenn wir von einer negativen ganz schwachen Koppelung
ausgeben und diese nach und nach in ihrem absoluten Werte wachsen
lassen, zunächst zu einer kritischen Bedingung gelangen, bei welcher
.die Schwingungen einsetzen, und daß jenseits dieser Bedingung neue
Betriebsbedingungen möglich sind, bei denen die Amplitude der kon-
tinuierlichen Schwingung eine Funktion der Koppelung ist. Die vor-
liegende Theorie gestattet nicht, diese Funktion vorauszusagen, aber
.die Ergebnisse, zu denen sie führt, bieten bereits erhebliches Interesse

370 G. Vallauri.

im Hinblick auf die kritische Bedingung, zu der man gelangen muß,
damit die Schwingungen einsetzen können.

8 15. Betrachten wir die Bedingung, der M genügen muß, so
sehen wir, daß. vom Gesichtspunkte der Eigenschaften des Audions
die erforderliche Koppelung um so schwächer ist, die Schwingungen
also um so leichter einsetzen, je größer a und je kleiner b
ist, d. h. je schneller sich die Anodenstromstärke als Funktion der
Regelungsspannung ändert, und je langsamer sie sich mit der Anoden-
spannung ändert. Das stimmt mit der bereits ($ 9) abgeleiteten Be-
dingung für den Audionverstärker überein.

Hinsichtlich der Charakteristiken des Kreises, in dem man die
Schwingung unterhalten will, ergibt sich, daß | M| um so kleiner ist, je
kleiner L, C'und R sind, sofern man annimmt, daß die Änderungen von
L, von C und von R einzeln für sich betrachtet werden können. In Wirk-
lichkeit ist es indessen vernünftiger, auf den Koppelungskoefizienten

LL,
| ist), und nicht auf M, und außerdem anzunehmen, daß sich R
mit L und mit C ändert, beispielsweise so, daß dadurch im Schwin-
gungskreise ein bestimmtes logarithmisches Dekrement ô entsteht. Man
erhält dann:

k = k d Bezug zu nehmen (wo L, die Selbstinduktion im Regelungs-

p a TOVE + (ELR) Ve
za yË,
Wir nehmen an, es seien außer a und b auch Ò, R’ und Z, und
1
die Periode œ’ = ——— des Schwingungskreises gegeben. Dann ergibt

sich, daß k einen Mindestwert hat, wenn

co” b
ist, ein Fall, in dem der Ausdruck für k
r=? ie?

a AAM L,

wird.
Diese Beziehungen zeigen u. a., daß unter sonst gleichen Be-
dingungen die Schwingungen um so leichter eintreten, je

L
mehr das Verhältnis C einem günstigsten Werte nahe

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 371

kommt, je kleiner das Dekrement, und je größer die Eigen-
frequenz des Schwingungskreises ist.

Auf Grund der mehrfach erwähnten zahlenmäßigen Versuchsbe-
dingungen erhält man: a = 28.1076, b=16,8-.107°, und wenn wir
beispielsweise AR’ = 10000 Q, ð= 0,04 annehmen, so ergibt sich:
A = 7,84 : 10%. Für LC = 4.107", oder œ = 5 . 105 (Wellenlänge
X = 8770 m), erhalten wir: L = 1770 u H, C = 0,00226 u F, R=
11,8 2, M = — 2125 u H. Unter der Annahme, daß die Schwin-
gungen bei einer Koppelung A = 50°/, einsetzen sollen, muß L, =
10200 u H sein. Alle diese Werte lassen sich in der Praxis leicht
verwirklichen.

816. Setzen wir nun die kritische Bedingung f = 0, die für
die Erzeugung kontinuierlicher Schwingungen notwendig ist, als erfüllt
voraus, so können wir dem Ausdruck für v, die Gestalt

v = A, coswt + DB, coswt
geben, wo

un a 1 + biR + R)
ug To ë 7°” 1o

Aus diesen Beziehungen geht hervor, da8 die erzeugten
Schwingungen sinusförmig sind, und daß die Effektiv-
frequenz der Eigenfrequenz des Schwingungskreises etwas
überlegen ist. Die als Beispiel gewählten Zahlenwerte lehren in-
dessen, daB dieser Unterschied tatsächlich zu vernachlässigen ist (er ist
in dem betrachteten Falle ungefähr 1/10000).

Wir wollen als Anfangszustand }) den Zustand annehmen, daß der
Anodenkreis unterbrochen ist, daß o für t= 0: v +0, i=} =

i = 0, v, = E (und somit v, = — , [oE , + el) sei. Dann erhalten
wir: 4, = RI, 2, = 0, und a
v= R (1 — cos“ t),
1) Nimmt man als Anfangszustand den an, wo der Anodenkreis ge-
schlossen ist und die negative Koppelung bis zur Erreichung des kritischen
Wertes verstärkt wird, so begegnet man bei der Bestimmung der Kon-

stanten nen analytischen ESAMBRIBNEHEN, auf die EImngehen: hier er-
übrigt.

372 G. Vallauri.

und hieraus folgt:
„=C,,=@CRLsnoi.

Den Ausdruck für i, erhalten wir durch Integration der zweiten
Gleichung des ursprünglichen Systems (vgl. § 18):

di
LT} + Pi = RL — cos w t);

unter Berücksichtigung der Grenzbedingungen erhält man also:

R
1
i = I |1 — cos œ cos (w0 t — p) — sin? g -e r |.
In diesem Ausdruck und in den folgenden ist @ durch die
übliche Beziehung tang y = z definiert. Wir sehen, daß das letzte

Glied von i, ein vergängliches ist und im Dauerzustande (für t= oo)
. verschwindet. Durch Addition der beiden Komponenten i, und ;,

erhalten wir den Anodenstrom

Hk,
=], i — 008% cos (wt — g) + o C Rsin wt — sin? g -e z |;

der außer einem vergänglichen Gliede einen konstanten Teil gleich
jenem enthält, den man beim Dauerzustande erhält, wenn die Schwin-
gungen nicht auftreten, sowie einen nach einem Sinusgesetze ver-
änderlichen Teil. Die Regelungsspannung ihrerseits ergibt sich zu

di,
dt

v = E — M> = E — o M cos gsn (wt — p) +:

M_. Se
a R7 hosing. e L",

Es bestätigt sich, daß zur Zeit t = 0: a = (0 und somit

v,= E, wird. Schließlich erhalten wir für die Anodenspannung:

v=E,-v-Ri=VH+NL | R cos mt + R' cos g cos (w t — 4) —

R
— oC RR sinwt+ Rsin’gp- |.
wo V, = E,— (R + R)I, die Anodenspannung ist, die man im Dauer-
ustande erhält, wenn die Schwingungen nicht auftreten. Für t= 0
liefert der Ausdruck für v, den Wert, E,, d. h. im Augenblicke i = 0

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 373

des Schlusses des Kreises erleidet die Anodenspannung einen Sprung

von — (a E, + c) auf E,

§ 17. Während des Betriebes mit kontinuierlichen Schwingungen
beschreibt der Punkt, welcher den Zustand des Audions kennzeichnet,
auf der charakteristischen Ebene i, = av, + bv + c eine Ellipse, deren
Mittelpunkt die Koordinaten J, E, V, hat. Ihre Projektionen auf
die drei Koordinatenebenen sind mithin weitere Ellipsen, und der
Drehungssinn, in welchem die Bewegung des Punktes erfolgt, wird
durch den Umstand bestimmt, daß sich der Punkt in der Ebene v,i,
(wenn diese so gesehen wird wie in Fig. 2) auf der Ellipse im Sinne
einer negativen Drehung verschiebt.

Greifen wir wieder auf das schon erwähnte Zahlenbeispiel zurück,
in welchem I,= 208,2-10°%, E,=6,1, V = 26,4, R’ = 10000,
R= 11,8, L = 1770. 10-6, C = 0,00226 - 10-8, w = w = 5. 105,
M = — 2126 . 1076, E = 28,4 ist, so erhalten wir:

v = 2,29. 107°(1 — cos w t),
is = 2,59 . 1076 sin o t,

i = 208,2 - 107° £ — 0,0128 cos g — 0,9915 — = Zu

und entsprechende Werte für i, v, v, Es zeigt sich, daß die Amplitude
der oszillatorischen Spannung am Kondensator 2,29 mV und jene der
oszillatorischen Stromstärke im Kreise (L, C) gleich 2,59 uA oder
etwa gleich 1,3 v. H. der mittleren Anodenstromstärke I, ist. Die
Amplitude der Änderungen der Stromstärke j ist noch viel kleiner
` und gleich 0,0331 uA; die Amplitude der Änderungen von v, ist
2,75 mV, und die Phasendifferenz zwischen diesen beiden Änderungen
ist von: der Größenordnung 1°. Die Ellipse ist demnach sehr lang-
gestreckt und kann beinahe mit einer Strecke einer Geraden vertauscht
werden. Es ist aber bemerkenswert (ebenso, wie wir es beim Audion-
verstärker, § 10, gefunden haben), daß die Projektion dieser Strecke auf
die Ebene der Fig. 2 nicht mit der Richtung der Charakteristiken
i, = f(v) zusammenfällt, sondern eine geringere Neigung hat (die in
Fig. 2 durch eine Punktstrich-Gerade angegeben ist), Den Beweis hier-
für erhält man durch Berechnung des veränderlichen Teiles der Anoden-
spannung v, im Betriebszustande, und zwar findet man, daß v, prak-
tisch entgegengesetzte Phase hat wie v, und wie ¿ und, in dem be-
trachteten Zahlenbeispiel, eine Amplitude von 2,62 m V besitzt. Daraus

374 G. Vallauri.

folgt, daß beim Betriebe des Audions als Stromerzeuger der
Anodenstrom und die Regelungsspannung sich sehr ange-
nähert in gleicher Phase ändern, während die Anodenspan-
nung sich in entgegengesetzter Phase ändert.

818. Was die dabei mitspielenden Energiemengen, und somit
auch die Ausbeute, anlangt, so geht vor allen Dingen hervor, daß
die von der konstanten EMK. E, entwickelte Energiemenge immer E, J
ist, mögen nun die Schwingungen entstehen oder nicht. Daraus folgt,
daß für ein gegebenes Wertepaar E, und E, der konstanten EMKK. die
gesamte von dem System absorbierte Energiemenge dieselbe
ist, einerlei ob das Audion als Erzeuger. wirkt, oder ob es un-
wirksam bleibt. Da nun, wenn das Audion schwingt, die durch
dən Jouleefiekt in den Kreisen verz-hrte Energie größer ist, muß die
in der Röhre verzehrte Energie v,i, kleiner sein. Wir sehen also,
daß die veränderlichen Teile von v, und j, einander annähernd in
Phase entgegengesetzt sind ($ 17).

Da wir nicht auf verwickeltere Schaltungen als die in Fig. 7
dargestellte eingehen wollen, die uns zur Fragestellung gedient hat,
können wir beispielsweise als nutzbare Energie P, jene annehmen,
welche von der verüänderlichen Komponente der Stromstärke i, in dem
Widerstande R des Schwingungskreises verzehrt wird. Im stationären
Zustande würde somit

T
R 1
ee fe = Iyd= 5 R 1,” cos? p
0

sein.

Sehen wir von der Energie ab, die erforderlich ist, um den
Draht glühend zu erhalten, und nehmen wir mithin als Gesamtenergie
P,= E, I an, so könnten wir demnach als Ausbeute des Audion-

P Bo
erregars 7) = p definieren. In dem berechneten Zahlenbeispiel hätten

wir P, = 57,9 uuW, P,= 5770 uW, was einer sehr kleinen Ausbeute
von 6,6 + 10”? entspricht. Wir dürfen aber nicht vergessen, daß dies
die geringste in der Praxis erhältliche Ausbeute ist, nämlich jene,
die man unter den kritischen Verhältnissen erhält, also dann, wenn
die Schwingungen sich eben einstellen. Durch weitere Anspannung
der Koppelung erhalten wir aus den bereits erwähnten Gründen (8 14)
neue günstigere Betriebsbedingungen mit weit größeren Schwingungs-
weiten und mithin auch mit viel weniger: kleiner Ausbeute.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 375

819. Eine andere Schaltungsweise des Audionerregers, die jener
der Fig. 7 ähnelt, ist in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Schaltung ist
der Schwingungskreis nicht zwischen Draht und Anode gelegt, sondern
zwischen Draht und Rost. Wenn wir auch in diesem Falle nur zwei

L
C R
=E,
EN EHER
Fig. $

Ströme betrachten müssen statt dreier, werden doch die analytische
Behandlung und die Diskussion etwas anders und verwickelter als im
vorigen Falle. Da sie indessen den für die Schaltungsweise des Ultr-
audions (8 9) geltenden durchaus analog sind, die weit interessanter
ist, erscheint es überflüssig, hier die Behandlung des Falles der Fig. 8
wiederzugeben.

Der Audionerreger mit elektrischer Koppelung (Ultraudion).

& 20. Die in Fig. 9 dargestellte Schaltungsweise ist die von
de Forest mit dem Namen Ultraudion bezeichnete. Sie ist cha-
rakterisiert: 1. durch die Schaltung des Schwingungskreisess L C
zwischen Rost und Anode unter Einfügung eines Kondensators C}
zwischen Draht und Anode; 2. durch die Ersetzung der Stromquelle 2,
in Reihe mit dem Rost durch einen Kondensator C”.

Was den ersteren Punkt angeht, so hat E. Armstrong!) in
geistreicher Weise gezeigt, wie sich die Schaltungsweise der Fig. 9
auf solche zurückführen läßt, die den früher behandelten analog sind,
in denen wir zwei äußere Kreise (einen zwischen Draht und Rost, den
anderen zwischen Draht und Anode) haben, die durch eine Koppelung

1) Proc. Inst. Radio Eng. 4, 264, 1916.

376 | G. Vallauri.

aufeinander einwirken. Zeichnen wir nämlich die Schaltung der Figur
noch einmal in der völlig gleichwertigen Form der Fig. 10, so erhalten

Fig. 10.

wir wiederum die beiden Kreise Draht—Rost und Draht— Anode, die
nunmehr nicht mehr wie in den Figg. 5, 7 und 8 magnetisch durch
eine gegenseitige Induktion M, sondern elektrisch durch die beiden

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 877

Kreisen gemeinsame Strecke ab miteinander gekoppelt sind. Dadurch
wird der Name Koppelungskondensator für den Kondensator Cy
gerechtfertigt.

8 21. Wenn wir nun die Wirkungsweise des Rostkondensators C’
erklären wollen, der nicht nur in der Schaltungsweise des Ultraudions,
sondern auch in den übrigen zuvor betrachteten Schaltungsweisen an
Stelle der EMK. E, benutzt werden kann, so müssen wir auf die
erste Charakteristik des Audions, i, = W (V, v.) zurückgreifen, die wir
zu Anfang (s. 85) erörtert haben. Nehmen wir jetzt einmal an,
C’ wirke ausschließlich als Kapazität, so können wir sagen, daß im
Dauerzustande die Aufgabe des Rostkondensators darin be-

Fig. 11.

steht, den Mittelwert der Regelungsstromstärke č, auf Null
zu erhalten. Um die Wirkungen dieser Funktion zu untersuchen,
müssen wir uns daran erinnern, daß für Werte von v, unterhalb eines
gewissen Grenzwertes die Stromstärke ?, zu vernachlässigen bleibt und
orst jenseits dieses Grenzwertes anzusteigen beginnt, und zwar um so
rascher, je geringer die Anodenspannung v, ist. Daher würde die
graphische Darstellung der ersten Charakteristik, wenn wir sie in
analoger Weise ausführen würden, wie dies in Fig. 2 für die zweite
geschehen ist, die in Fig. 11 dargestellte Form erhalten. Nehmen wir
in erster Annäherung an, daß die Änderungen von v, derart seien,
daß wir die Wirkungen auf :, im Dauerzustande vernachlässigen
können, so brauchen wir nur eine einzige der in Fig. 11 gezeichneten
charakteristischen Linien zu betrachten. Nach den gemachten Voraus-
setzungen hat diese angenähert den Verlauf der Kurve 1 in Fig. 12,
die im Punkte A auf Null hinabsteigt. Der Versuch zeigt indessen,
daß in Wirklichkeit in der Mehrzahl der Fälle die Charakteristik die
Jahrb. d. draht!. Telegraphie u. Telephonie. 12. 25

878 G. Vallauri.

Abszissenachse in einem Punkte B schneidet (wie beispielsweise die
Kurve 2 der Fig. 12), und daß man jenseits dieses Punktes sehr kleine
Werte für den negativen Regelungsstrom, also für den vom Roste zur
Außenseite des Audions fließenden, erhält.

Nehmen wir nun einen periodischen Vorgang an, bei dem sich
dıe Rostspannung zyklisch in einem Intervall Av, ändern muß, so
sehen wir, daß im Falle der Kurve 2 die Betriebsbedingung außer
in der Umgebung des Punktes B nicht beständig sein kann!), da
der Mittelwert der Stromstärke Null sein muß. Im Falle der Kurve 1
hingegen ist der Betrieb theoretisch auf jeder Strecke links von A
möglich. Berücksichtigt man aber die unvermeidlichen Zerstreuungen
(wenn diese selbst auf einen Mindestwert verringert werden) zwischen

Fig. 12.

den beiden Belegungen des Kondensators C° und. den Umstand, daß
v, links von A negativ ist, so sieht man, daß auch in diesem Falle
die Änderung Av, beim Betriebe in der Umgebung links vom Punkte 4
auftreten muß.

Was nun die Regelung des Audions anlangt, so könnte man, da
ja die Lage des Punktes B (oder A), um den herum das Audion von
selbst in Wirksamkeit tritt, keineswegs von der Spannung v, unab-
hängig ist, durch Änderung dieser Spannung innerhalb gewisser Grenzen
auch den Mittelwert von v, regeln, aber dann würden v, und v, nicht
mehr unabhängig voneinander veränderlich sein, und es würde im all-
gemeinen nicht möglich sein, den Zustand des Andions in das für

1) Oder gegebenenfalls in der Umgebung anderer Punkte, wo die
Charakteristik die Abszissenachse nicht mit positiver Neigung schneidet
wie in B.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 879

seine Wirkung günstigste Gebiet zu bringen. Glücklicherweise tritt
für verschiedene Audionformen in Wirklichkeit der Fall ein, daß der
Punkt B (oder A) genau dem günstigsten Gebiete entspricht. Und
wenn er ihm nicht entspricht, so findet man ihn nicht selten links
von diesem Gebiet, so daß es ein Leichtes ist, durch Anwendung eines
zum Kondensator C’ parallelen regelbaren Zerstreuungswiderstandes ?})
das Audion auf die gewünschten Verhältnisse zu bringen und somit
eine Regelung von v, unabhängig von v, zu erhalten. Da nämlich der
Punkt B der Fig. 12 in die negativen Werte von v, fällt und der
Wert von v, immer positiv ist, so ist die Potentialdifferenz v, — v,
(wo wir unter v, die Potentialdifferenz des Punktes n in der Fig. 9
gegen den Draht verstehen) zwischen den beiden Belegungen des Kon-
densators C” im Mittel positiv. Daraus folgt, daß durch den Zer-
streuungswiderstand ein Strom zum Roste fließt, d. h. der Mittelwert
von i, steigt von Null an zu einem positiven Werte, der um so höher
ist, und die Arbeitsbedingungen verschieben sich um so mehr nach
rechts vom Punkte B, je niedriger der Zerstreuungswiderstand ist.
Auf Grund dieser Überlegungen können wir nunmehr sagen, die
Aufgabe des Rostkondensators, der gegebenen Falles durch einen
regelbaren Zerstreuungswiderstand überbrückt ist, besteht darin,
der Regelungsspannung einen bestimmten Mittelwert zu
geben. Mit denselben Worten können wir die Aufgabe der in den
Schaltungsplänen der Figg. 5, 7 und 8 gezeichneten EMK. E, um-
schreiben; somit können wir uns hinfort den Rostkondensator durch
eine konstante Spannungsquelle ersetzt denken, die einen endlichen
oder unendlichen inneren Widerstand hat, je nachdem wir die Zer-
streuungen berücksichtigen wollen, oder nicht. Wollen wir die den
vorstehenden Ausführungen zugrunde gelegte Voraussetzung i = 0
beibehalten, so werden die Zerstreuungen ohne weiteres vernachlässigt,
und wir können dann der Anwesenheit des Rostkondensators dadurch
Rechnung tragen, daß wir einfach v, — v, = d = konst. setzen.

& 22. Wenn wir mit Hilfe der angenommenen Voraussetzungen
die Wirkungsweise des durch die Schaltungspläne der Figg. 9 und 10
dargestellten Ultraudions durch eine Gleichung auszudrücken suchen, so
begegnen wir folgender Schwierigkeit: Wenn in jedem Augenblicke
i, = 0 ist, muß auch die Stromstärke des von der Anode zum Punkte m

1) Es muß bemerkt werden, daß man dieses Ziel der Regelung durch
Anderung der Kapazität C’ nicht erreichen würde, und daß diese daher
unverändert bleiben kann.

25*

380 G. Vallauri.

fließenden Stromes Null sein, und es kann mithin kein Energieüber-
gang vom Audion zum Schwingungskreise stattfinden, wie er für die
Erzeugung kontinuierlicher Schwingungen in letzterem erforderlich sein
würde Für die Überwindung dieses Hindernisses erscheint es an-
gebracht, die Betrachtung der elektrostatischen Kapazität des Rostes
gegen den Draht einzuführen, die wir bisher vernachlässigt haben, wie
überhaupt die Kapazität jeder der drei Elektroden gegen die anderen.
Mit Hilfe dieser Betrachtung können wir auch weiterhin den Ionen-
strom des Rostes gleich Null annehmen, wenn wir nur annehmen,
daß durch den Kondensator C” ein (dielektrischer oder Verschiebungs)-
Strom hindurchgeht, der durch einen anderen mit C’ in Reihe lie-
genden Kondensator geschlossen wird und zu Belegungen den Rost

pej

Aii mw

m
Q

Allen

Fig. 13.

und den Draht hat. Mit anderen Worten: Nennen wir diese letztere
Kapazität C” und legen wir in der Schaltung den Elektroden auch
fernerhin die Kapazität Null bei, so muß die Fig. 9 in die Fig. 13
abgeändert werden. Da nun weiter im Punkte o der Fig. 13 keinerlei
Stromableitung zum Roste hin stattfindet, ist die Verbindung zwischen
dem Punkte n und dem Drahte der Verbindung äquivalent, die man
durch einen einzigen Kondensator C, = an erhält. Hiermit
gehen wir auf die Schaltung der Fig. 14 über, die zur analytischen
Behandlung der Frage dient.

Lassen wir den Buchstaben die bereits angegebene Bedeutung
oder die in der Figur angegebene, und erinnern wir uns der Voraus-
setzung ©”, — v,= d; setzen wir ferner der Kürze halber c — ad = k,
so erhalten wir für die Veränderlichen des in Fig. 14 dargestellten
Systems die folgenden Beziehungen:

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegrapbie usw

iu +,=av+bv+k,

E,-v, — Ri=
1 fr.

tie = 0,
1 l

v, + giit- 0,

1r.
gJitt=Ru+L

Fig. 14.

dir,
dt’

881

|
|

f'li

m
9

hij-

Wir haben somit ein System von 7 Gleichungen zwischen den

7 Unbekannten ?, i,, %,, iz, i v,, Va die sich mit £ ändern.
mitteln ©’ aus der zweiten Gleichung, i

Wir er-
aus der dritten, 2, aus der

vierten und ? aus der siebenten und erhalten durch Einsetzen dieser

Werte in die drei übrigen Gleichungen:

d (A er
dt

C d v,

; 6,
J dt T 2

+ Rit LEO,
tt

1% R _
B+ tan + = 0.

382 G. Vallauri.
Eliminieren wir iz aus den beiden letzten Gleichungen, so er-
halten wir:

d? dv
a L(C+ JG + RO" — RO + 0)

=0.

Diese Gleichung bildet zusammen mit der ersten Gleichung des vor-
stehenden Systems ein neues System von zwei Gleichungen zwischen
v, und v, Eliminieren wir hieraus mittels geeigneter Ableitungen
und Substitutionen v,, so erhalten wir schließlich eine vollständigs,
nicht homogene lineare Differentialgleichung dritter man mit kon-
stanten Koeffizienten von der Form:

arte, =£,

Zr TA

wo
= L(CO+0,0,+G0),
A
B=R(CC+0C+ O+L|lac+ B+7lc+ C)
y=0 +6, i a g| C+ 9),

t=a+b4+>,
Ep
ee

ist.
§ 23. Die Differentialgleichung wird offenbar durch
€
= Er V = konst.

befriedigt.!) Diese Lösung entspricht dem schwingungslosen Zustande,
in welchem alle Ströme, mit Ausnahme von i’, Null sind, welch

letzterer allein der Charakteristik. des Audions genügt. In diesem Falle
muß nämlich

E,—-Rk €
vev=E-RÜ=E-R b k >
n ze [e+ u+ Ra+l)+i E

sein, und das ist gerade der oben errechnete Wert für V,. Setzer

—

1) Ebenso wird die Endgleichung des $ 13 durch » =
befriedigt.

Z m V, = konst.
Y

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegrapbie usw. 388
wir dann v = V + v, so erhalten wir:
3y d? v dv
“pth getto =®
Das allgemeine Integral dieser Gleichung hat die bekannte Gestalt
v = Aent 4+ Beaty Cent,
WO X, Xa, X die Wurzeln der Auflösungsgleichung
u+ Per +yce+t=0
sind.
Soll der Vorgang reell und periodisch sein, so müssen von den

drei Wurzeln eine reell und die beiden übrigen (konjugiert) komplex
sein; es muß also sein:
. I, = % ,=nH+)Jo, T= Njo,

wo x, n und œ reelle Werte haben müssen, welche durch die Be-
ziehungen

/
=, 5na t 2n „ 52an Hnt w; —

R |r

= r (n? + 0°)

bestimmt sind.

Halten wir uns gegenwärtig, daß «, f, y, & wesentlich positiv
sind, so finden wir aus der dritten dieser Beziehungen, daß, wenn 7
und œ reell sind, x, reell und negativ sein muß, daß also, wenn der
Vorgang periodisch ist, das erste Glied Ae*:! eine vergängliche Kom-
ponente darstellt, die im Dauerzustande verschwindet. Damit wir
ferner kontinuierliche Schwingungen erhalten, der periodische Vorgang
also eine konstante Amplitude habe, muß 7 = O sein, also:

ß y
— č —— Z Tı N) 2
[77 7
oder weiter

By=udf
sein.

Wenn wir in diese letzte Beziehung für «, f, y und ğ ihre
Ausdrücke einsetzen, so erhalten wir eine Gleichung, welche die Para-
meter a und b des Audions mit den Elementen C, Ci, Cy L, k, K
der äußeren Kreise verbindet: und befriedigt sein muß, damit die
. Schwingungen erfolgen.

Als unabhängige Veränderliche, auf die wir einwirken können,
um die Bedingung für Schwingungen zu erhalten, können wir jedes
beliebige dieser Elemente betrachten. In Analogie zu der voraus-

ne 2
= 0,

384 G. Vallauri.

gegangenen Betrachtung wollen wir beispielsweise die Koppelungs-
kapazität C, wählen. Die nach Potenzen von C, geordnete Bedingungs-
gleichung ĝ y = æ% ist eine Gleichung zweiten Grades:

rC?+s0,+t=0,

in welcher r und ¢ wesentlich positiv sind, Somit ist der Vorgang
möglich (oder C, reell und positiv), wenn

s<0 und s?>4rt
ist.

Sind diese Bedingungen erfüllt, so haben wir zwei Lösungen
für C, d.h. es gibt zwei Werte für die Koppelungskapazität,
bei denen kontinuierliche Schwingungen entstehen. Diese
Schwingungen sind sinusförmig. i

Da in der positiven Umgebung von n = 0 die Gleichung p y = « ¢
in die Ungleichung fy < œğ übergeht, und da diese durch die
zwischen den beiden Lösungen der Bedingungsgleichung liegenden
Werte von C, befriedigt wird, so gelangen wir zu dem Ergebnisse,
daß, wenn wir uns von den kritischen Werten von C, nach der
Außenseite dieses Intervalles entfernen, die Schwingungen gedämpft
sind und im Dauerzustande verschwinden, während bei Überschreitung
der kritischen Werte nach der Innenseite des Intervalles zu die Schwin-
gungen an Amplitude zuzunehmen streben. Diese Zunahme der Ampli-
tude ist nach der Theorie unbegrenzt; in Wirklichkeit aber wird sie
innerhalb gewisser Grenzen dadurch gehalten, daß mäßigende Ursachen
in Wirkung treten, die wir nicht mit in Rechnung gezogen haben,
und vor allen Dingen durch die Krümmung der charakteristischen
Fläche. In der Praxis haben wir mithin ein ganzes Intervall für die
Änderung der Koppelungskapazität, innerhalb dessen die Schwingungen
möglich sind. Im allgemeinen wird es gut sein, wenn dieses Intervall
zwischen den beiden kritischen Werten weit ist, wenn also die Differenz
s?— 4rt nicht nur positiv, sondern auch möglichst groß ist. Die
Diskussion dieser Bedingung und der beiden oben erwähnten Un-
gleichungen ist verwickelt und mühsam, denn wenn wir beispielsweise
C und C, als Veränderliche betrachten, so wird s vom zweiten und ?
vom dritten Grade. Setzen wir nämlich der Kürze halber

b=b+

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 385

so erhalten wir:

r=(0+6,

=— a% 0, +(0+0)RC + (2+aR+ 20 RCO +(+ R) 0,

-L|(a +04 2+0) +v 0° + z ü
E l i
+ CO [la +v) RC +(1 +V MG).

— mm a gp om g m nn |

e
=
ree
3
5
O
oe
wm.
I
~

J VOU
m
A

| 5

Fig. 16.

& 24. Wir können eine rationelle Vereinfachung des analytischen
Verfahrens erhalten und gleichzeitig zu einer interessanten Schaltungs-
weise gelangen, wenn wir die Fig. 13 in die ihr gleichwertige Fig. 15
verwandeln und dabei beachten, daß in dieser letzteren die Rolle der
aus C, C, und C, bestehenden Gruppe von drei Kondensatoren wahr-
scheinlich von einer Gruppe aus nur zwei Kondensatoren, C) und C’,,
übernommen werden kann, wie das in dem Schaltungsplan der Fig. 16

386 G. Vallauri.

angegeben ist. Es ist leicht ersichtlich, daß die ganze eben entwickelte
Behandlung auch für den neuen Fall der Fig. 16 gilt, sobald man
C = 0; C, = C'i; C, = C, setzt. Die Bedingungsgleichung wird dann:

' L
C CG (1+0 RCG’ 47 CCO tU (84 2) LC’=0.
Bezeichnen wir nun mit œ = ANE. SUNERE die Eigenfrequenz
z EEI |
Ci +0,

des Schwingungskreises, mit ò = 4 das zugehörige Dekrement,

w D

’ ð R ; C,

(woraus sich 0 = ig; folgern läßt), mit y = T das Verhältnis
2

zwischen den beiden hintereinander geschalteten Kapazitäten, mit

2’=- a das Verhältnis zwischen der Selbstinduktion und der
1 Y2

G+%
Gesamtkapazität, so erhalten wir für die nach Potenzen von y ge-
ordnete Bedingungsgleichung den Ausdruck
a

y +2 +v 0z — r; ziy + (1 +02) 145) =.

Beachtenswert ist der Umstand, daß in dieser Beziehung œ nicht
vorkommt, daß also bei gleichem a, b und O die Bedingungen des
Schwingungskreises, was die Möglichkeit der Erzeugung
von Schwingungen anlangt, dieselben sind, wie sich auch
immer die Eigenfrequenz ändern mag, sofern nur die Größen-
verhältnisse zwischen L, C) und C, unverändert bleiben (sofern also
y und z unverändert bleiben).

8 25. Betrachten wir nun außer a und b auch R’ (und somit b’)
und 0 als gegeben, so folgt, daß die Schwingungen möglich sind, wenn
y und z nicht nur der letzten Gleichung genügen, sondern auch reell
und positiv sind. Damit aber y diese Bedingungen erfüllt, müssen
die folgenden Beziehungen befriedigt werden:

2+502-52<0
: a \2 . b’z
2+v0z— 52) -40 +014) OÖ.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 887

Lösen wir diese nach z auf, so erhalten wir:

20
u: b 0?
bzw.
40 (a +b’)

2 WSV ZU: |
Da z >0 sein muß, so ergibt sich, daß die zweite Beziehung
die erste umfaßt, und daß (damit der Nenner auf ihrer rechten Seite
positiv wird) 0 seinerseits der Beziehung

a
g II BER.
< % y
genügen muß.

Daraus folgt, daß es weder für O roch für z einen günstigsten
Wert gibt, daß aber vor allen Dingen, damit die Schwingungen
möglich werden, das Eigendekrement des Schwingungs-
kreises unterhalb eines gegebenen Grenzwertes liegen muß,
welch letzterer mit wachsendem a zunimmt und mit wachsendem b’
niedriger wird. Von diesem Gesichtspunkte aus sowie in Ansehung
der Eigenschaften des Audions gelangen wir somit zu dem Schlusse,
daß zweckmäßig a groß und b’ klein sein muß, wie im Falle
der magnetischen Koppelung (vgl. $ 15); was die Elemente der äußeren
Kreise angeht, so muß zweckmäßig der Widerstand R’ des
Anodenkreises groß sein. ?)

Wenn das Dekrement seinerseits die ihm auferlegte Bedingung
erfüllt, muß, um die Schwingungen zu ermöglichen, auch
noch das Verhältnis zwischen Selbstinduktion und Kapazi-
tät des Schwingungskreises oberhalb eines gewissen Grenz-
wertes liegen, Damit dieser Grenzwert niedrig sei, müssen weiter
zweckmäßig a und R’ groß und b klein sein, und ferner muß zweck-
mäßig das Dekrement so klein wie möglich gegenüber dem

Grenzwerte 7 | % + = — 1 sein.

Damit schließlich die beiden kritischen Werte für y = u bei

denen man kontinuierliche Schwingungen erhält, möglichst weit aus-

1) Aus dem im 8 15 gegebenen Ausdruck für % ist ersichtlich, daß im
Falle der magnetischen Koppelung umgekehrt R’ gerade zweckmäßig klein
sein muß.

388 G. Vallauri.

einander liegen (oder damit der Regelungsbereich für C, und C,
innerhalb dessen man praktisch kontinuierliche Schwingungen erhält,
möglichst weit sei, muß zweckmäßig das Verhältnis 2? zwischen
Selbstinduktion und Kapazität des Schwingungskreises
möglichst groß gegenüber dem Grenzwerte sein. Dem unbegrenzten
Anwachsen des Verhältnisses 2? steht übrigens eine praktische Schwierig-
keit entgegen, denn wenn man L immer größer werden lassen will,
wird es immer schwieriger, die längs des Leiters, der die Selbst-
induktion bildet, verteilte Kapazität klein zu halten. Es folgt daraus,
daß jenseits einer gewissen Grenze diese Kapazität gegenüber jener der
Endkondensatoren C, und C, das Übergewicht erhält und sie weiter-
hin vollständig ersetzt und dadurch die Verwirklichung der Schaltungs-
weisen unmöglich macht, die wir der vorliegenden Untersuchung zu-
grunde gelegt haben, und bei denen die Kapazität und die Selbst-
induktion als konzentriert und voneinander getrennt angenommen
worden sind.

8 26. Wir können die ausgeführten Betrachtungen auf ein zahlen-
mäßiges Beispiel anwenden und dabei auf das übliche Audion der
Fig. 2 Bezug nehmen, für welches wir unter den bereits gewählten
Arbeitsbedingungen a = 28 - 107° und b = 16,8 . 10° haben. Nehmen
wir (wie in § 15) ô = 0,04 und R’= 10000 an, so finden wir, daß

die Bedingung ô < n | % = 5 — 1) reichlich erfüllt ist, daß aber z

nicht kleiner sein darf als 9,5 - 10%, ein Wert, der sich aus den so-
eben angedeuteten Gründen schon schwer verwirklichen läßt. Da aber
die Erörterung dargetan hat, daß es von diesem Gesichtspunkte aus
zweckmäßig ist, wenn R’ groß ist, und da der Erfüllung dieser Be.
dingung keinerlei praktische Schwierigkeiten entgegenstehen, so wollen
wir R= 100000 setzen, statt 10000. Dann erhalten wir z = 3,56-10°
und können beispielsweise z = 5 - 10° annehmen, ein Wert, der immer
noch ziemlich hoch ist, aber sich immerhin schon vollkommen ver-
wirklichen läßt, insofern er œ= 5.105, L = 10000 uH und

aa, = 0,0004 uF ergibt. Mit diesen Werten ergeben sich die
Ci +C,
beiden kritischen Werte für y = welche der Erzeugung kontinuier-

licher Schwingungen entsprechen, zu 1,55 und 7,47. Wir erhalten somit
als erste Lösung: C, = 0,00102 uF, C, = 0,00066 uF;
als zweite Lösung: C, = 0,00339 uF, C, = 0,00045 uF.

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 889

Da wir in der Praxis in dem ganzen Raume zwischen diesen
beiden Grenzwertpaaren kontinuierliche Schwingungen erhalten können
(s. § 23), so ersehen wir, daß nicht notwendig beide Kondensatoren C,
und C, kontinuierlich veränderlich zu sein brauchen, sondern daß es
vielmehr genügt, wenn der eine stufenweise veränderlich ist, um den
Wert des Verhältnisses y in den Betriebsbereich zu bringen, und wenn
der andere kontinuierlich veränderlich ist, um die gewünschte Wellen-
länge zu erhalten.

Die Frequenz der erzeugten kontinuierlichen Schwingungen wird

(s. 8 28) durch w? = Z — 5 oder im Falle der Figg. 14 und 15 durch

0? = — —- x. Fri 1 + ae 2 2 l 2
L (o F Pre Zu
Ci + C,
und im Falle der Fig. 16 durch
ET WR Re
00, De
C+C,

gegeben.

Es ergibt sich, daß in beiden Fällen, wie bereits im Falle der
magnetischen Koppelung ($ 16), die Frequenz ein wenig höher
ist als die Eigenfrequenz des Schwingungskreises, aber auch
hier ist der Unterschied äußerst gering und verschwindet, wenn man
den Widerstand AR vernachlässigt.

8 27. Lassen wir der Kürze halber die Erörterung der Anlaufs-
phase beiseite, und beschränken wir uns auf den Fall der Fig. 16, so
erhalten wir für den Dauerzustand die folgenden Beziehungen:

v= Vo + Ysinwt,

V. l
— snot,
R

er m
i, = œ C, Vsin 01-2)

ETIA
b2 wC 2
i, = @ C V ran o: — f — a ,
2

a? + w?
„-itutb

t =l —

390 G. Vallauri.

wo der Winkel @ seinerseits durch die Beziehung
o Cb — o C, a
Vo? C CG t+ ab

tang p =

definiert ist.
Wir finden weiter, daß die konstante Potentialdifferenz d (s. § 21)
zwischen den Belegungen des Rostkondensators C” sich zu .
1
A Vao = Vo — Koo = Cis A a,

oder

d= [a + +]
ergibt.

In den beiden Lösungen des im vorigen Paragraphen behandelten
Falles haben wir tangp = — 0,0322 bzw. tang o = — 0,109, und da
cos < 0 ist, so ist der Winkel 9 wenig kleiner als m. Wir sehen
mithin, daß die beiden Spannungen v, und v, =v, — d der Anode
und des Rostes sich annähernd in entgegengesetzter Phase ändern, so
daß an den gemeinsamen Enden der Gesamtkapazität und der Selbst-
induktion des Schwingungskreises eine elektromotorische . Wechselkraft
wirkt, deren Amplitude ungefähr die Summe der Amplituden der
zwischen Rost und Draht und der zwischen Anode und Draht wirken-
den EMKK. ist. Dies scheint einer der theoretischen Gründe zu sein,
welche die beachtenswerten Vorzüge der Ultraudionschaltung erklären
können.

Die beiden Ströme ü, und i, haben annähernd gleiche Amplitude
und entgegengesetzte Phase, so daB man einen einzigen Strom im
Schwingungskreise betrachten kann. In den beiden Lösungen des be-
trachteten zahlenmäßigen Beispiels beträgt die Amplitude dieses Stromes
5,1-10”%.V bzw. 16,85.1074.V (wo V die Amplitude der Änderung
von v, ist. Von den beiden Lösungen ist also die zweite vorzuziehen
(d.h jene, bei welcher der Koppelungskondensator C, die größere
Kapazität hat), da sie zu einer elffach so großen Ausbeute führt, wie
sie sich bei der ersten Lösung erhalten läßt.

Die gesamte Anodenstromstärke ı, ihrerseits ergibt sich
als angenähert in Phase mit der Regelungsspannung v, und
in entgegengesetzter Phase wie die Anodenspannung v„ wie
für den Fall der magnetischen Koppelung (vgl. § 17). Auch hier ver-
schiebt sich der Punkt, der den Zustand des Audions darstellt, auf
der charakteristischen Ebene so, daß er eine sehr gestreckte Ellipse

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 891

beschreibt, die sich annähernd durch einen Abschnitt einer Geraden
ersetzen läßt. Die Projektion dieser letzteren auf die Fig. 2 hat für
die erste Lösung des betrachteten zahlenmäßigen Beispiels eine Nei-
gung von 17,1 uA für 1 V und für die zweite Lösung eine solche
von 25,7 uA für 1 V, während sie bei dem Beispiel der magnetischen
Koppelung ($ 17) eine Neigung von nur 12 uA für 1 V hatte (das
ist die Neigung der in Fig. 2 durch Striche und Punkte gekennzeich-
neten Geraden).

$ 28. Für die Bestimmung der Amplitude V auf Seiten der
veränderlichen Anodenspannung v, (s. $ 27) ist die Betrachtung des
Anfangszustandes und der Anlaufphase erforderlich. Diese kann in
analoger Weise angestellt werden, wie dies im Falle der magnetischen
Koppelung geschehen ist, und sie gestattet gleichfalls die Berechnung
der in Frage kommenden Energiemengen und der Ausbeute. Aber
diese Daten sind weit weniger interessant als die für das Zustande-
kommen der Schwingungen notwendigen Bedingungen und als die Daten
über die Frequenz, mit der diese Schwingungen erfolgen. Was nämlich
die Energiemengen und die Ausbeute angeht, so sind die berechneten
Bedingungen nur Grenzbedingungen, unter denen die Schwingungen
eben einsetzen. In der Praxis wird man sich von ihnen in der Rich-
tung der Gebiete entfernen müssen, in denen die Schwingungen nach
der Theorie unbegrenzt an Amplitude zunehmen würden, in Wirklich-
keit aber neue Betriebszustände annehmen, die weit stabiler sind und
höhere Ausbeute ergeben als die den Grenzbedingungen entsprechenden
(§ 18 und $ 23).

Schließlich verdient hervorgehoben zu werden, daß die einfachen
analytischen Voraussetzungen, die wir gemacht haben, um die Arbeits-
weise des Audions darzustellen, in analoger Weise wie in den voraus-
gegangenen Abschnitten die Vorgänge zu untersuchen gestatten, die
bei vielen anderen Schaltungsweisen eintreten. So kann man beispiels-
weise eine mit dem Widerstande K’ im Kreise der Anoden— EMK.
in Reihe geschaltete Selbstinduktion L’ berücksichtigen; oder einen
Bremskondensator (von beträchtlich größerer Kapazität als die übrigen
Kondensatoren), den man bei den Ultraudionsschaltungen zwischen den
Draht und den gemeinsamen Punkt der Kondensatoren C) und C,
legen kann; oder die gleichzeitige Wirksamkeit des Audions als Ver-
stärker und als Schwingungserzeuger, bei der Schwebungen zwischen
einer Empfangswelle und einer örtlichen Welle auftreten; oder seine
Wirksamkeit als Erzeuger zweier verschiedener Wellen, wenn von den

392 G. Vallauri.

beiden mit den Elektroden verbundenen Kreisen nicht, wie in den zu-
vor betrachteten Fällen der eine oszillatorisch und der andere aperio-
disch ist, sondern vielmehr beide oszillatorisch und in passender Weise
miteinander gekoppelt sind; und so fort noch sehr viele andere Fälle.

Der Audiondetektor.

8 29. Die bisher für die Darstellung des Verhaltens des Au-
dions gemachten Voraussetzungen eignen sich nicht mehr für die
analytische Untersuchung, wenn man diese auch auf die Wirkung
als Detektor oder als Gleichrichter ausdehnen will, weil man dann
auf die ebene Charakteristik verzichten und für i, = z (v,, v,) einen
komplexeren Ausdruck annehmen muß (vergl. § 6 und 7) Um die
einfache Wirkung als Gleichrichter zu untersuchen, kann man sich

auf die Fig. 17 beziehen, welche die gleiche ist wie Fig. 3, und kann,
während man noch der Einfachheit halber die Voraussetzung i, = 0
beibehält, v, = e, = Ep + ¢ setzen, wo E, eine konstante EMK. ist
und e eine periodische EMK. mit dem Mittelwerte Null. Unter diesen
Bedingungen findet man allgemein, daß der Anodenstrom i, sich eben-
. falls aus einem konstanten Teile J) und einem periodischen Teile z
zusammensetzt, also : = J, + ti, aber als Folge der Krümmung der
Charakteristik 2, = y (v,, v,) zeigt sich, daß J, nicht mehr von e un-
abhängig ist, sondern sich vielmehr infolge von e ändert. Die Gleich-
richterwirkung besteht gerade darin, daß die Einfügung einer perio-
dischen EMK. mit dem Mittelwerte Null in den Rostkreis eine Ände-
rung des Mittelwertes I, der Anodenstromstärke bedingt. Auf Grund
dieser Auffassung können wir einen Index des Gleichrichterver-
mögens folgendermaßen definieren:

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 398

Wenn wir die Elemente des äußeren Anodenkreises und die in
ihm wirkende EMK. als gögeben ansehen, erhalten wir eine Beziehung
zwischen v, und :,, die im einfachsten Falle der Fig. 17 die Form
E, — v, = Ri, bat. Eliminieren wir v, aus dieser Beziehung und
aus der Charakteristik i, = y (v,, v,), so erhalten wir eine Gleichung
„= % (v). Wenn wir nun annehmen, daß wir der Regelungsspannung
einen Zuwachs + Jv, erteilen, so erhalten wir eine entsprechende
Änderung + 4, i, der Anodenstromstärke, und ebenso erhalten wir
für — Áv, eine Änderung — 4, t,, also:

+ 4i =e, + dv):
i, — 4i, = x wv, — 4v):

Nur in dem Falle, daß die Beziehung :, = x, (v,) linear ist (ebene
Charakteristik), sind die beiden Änderungen A, i, und A,i, an Wert
und Vorzeichen für beliebiges Av, identisch; in den übrigen Fällen
ist das Mittel i, + (4i, — 4, i,) zwischen den beiden neuen Werten,
welche die Anodenstromstärke annimmt, vom Anfangswerte :, um eine
Größe 1(A,i, — 4,i,) verschieden, welche die Wirkung der Gleich-
richtertätigkeit des Audions darstellt. Für ein nach Null strebendes
Av, ist diese Größe unendlich klein von zweiter Ordnung gegenüber
Av,; nehmen wir dann an, daß wir nur sehr geringe periodische
Änderungen betrachten, so können wir als Index des Gleichrichter-
En annehmen,

und dieser ist die zweite Ableitung z,” der Funktion x nach v,

vermögens den Grenzwert des Verhältnisses

8 30. Diese Überlegung gründet sich auf die implicite gemachte
und ziemlich einschränkende Annahme, daß man von der Betrachtung
der Zeit absehen könne. Sie bezieht sich nämlich auf die Dauer-
zustände für drei verschiedene Regelungsspannungen v, — Av, v,
und v, + Av,, und nimmt das Vorhandensein der Funktion i, = x, (v,)
an. In Wirklichkeit aber enthält die Beziehung zwischen :, und v,
die wir aus den Elementen des Anodenkreises abgeleitet haben, um
dann îi, = x, (v,) zu erhalten, im allgemeinen eine dritte Veränderliche,
und diese ist die Zeit. Diese fällt nur in dem Falle heraus, daß wir
die Wirkungen der elektromagnetischen Trägheit des Kreises selbst
vernachlässigen, daß wir also seine Selbstinduktion und seine Kapa-
zität nicht berücksichtigen und uns nur, wie im Falle der Fig. 17,
auf seinen Widerstand beschränken. Bei diesen Beschränkungen hin-
sichtlich des Anodenkreises verhält sich das ganze System so, als ob

Jabrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telegraphie. 12. 26

394 G. Vallauri.

es frei von Trägheit wäre, denn für das Audion haben wir das schon
dadurch angenommen, daß wir dessen Charakteristiken ausgedrückt
haben, ohne die Zeit zu berücksichtigen (s. $ 8), und was den Regelungs-
kreis anbetrifft, so kann sich in ihm keine elektromagnetische Trägheit
geltend machen, wenn wir der Stromstärke i, beständig den Wert Null
beigelegt haben. Wir können somit die zweite Ableitung der Funk-
tion X, als Index des Gleichrichtervermögens annehmen, unabhängig
von der Zeit im Allgemeinen und von der Frequenz der periodischen
EMK. e im Besonderen.

8 31. Wenn wir mit den eben angegebenen Einschränkungen
das Problem der Gleichrichtung quantitativ untersuchen wollen, müssen
wir der charakteristischen Fläche i, = x(v,, v,) einen neuen empirischen
Ausdruck geben und dabei ihrer Krümmung Rechnung tragen. Die
Wahl eines solchen Ausdrucks ist nicht leicht, und es ist ratsam, sich
hierbei auf ein Beispiel zu beschränken, unter dem Vorbehalt, bei einer
weiteren Untersuchung die Prüfung der Frage ausführlicher wieder
aufzunehmen. Beginnen wir mit den Kurven i, = f(v,), die einzelnen
Werten von v, entsprechen (wie die in Fig. 2 gezeichneten), so können
wir sie beispielsweise angenähert durch einen Ausdruck von der Form

2n (v, — 2) |
i =m 1 4 ~t |
BE ee (t)
darstellen, wo p und m die Koordinaten des Punktes mittlerer Krüm-
mung sind, und n die horizontale Entfernung zwischen ihm und jedem

der beiden Punkte ist, für welche dta

= Q0 ist. Die nutzbare Strecke

der Kurve (1) würde gerade die zwischen diesen beiden Punkten liegende
di,

2
sein. Die Ableitung im Krümmungspunkte wird pe i

Um nun die Veränderlichkeit mit v, zu berücksichtigen, muß
man, wie unter Berücksichtigung der Fig. 2 ersichtlich wird, etwa
zwei verschiedene Darstellungen annehmen, nämlich eine für verhältnis-
mäßig kleine Werte von v, unter der Annahme, daß sich die Ordi-
naten proportional mit v, ändern, I

R 2n(v. — p
„= 0,11 = RB],

_—— 2
n? ns (w, — P l )
die andere für höhere Werte von v, unter der Annahme, daß sich die
Kurven parallel mit sich selbst nach links proportional mit der Zu-

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 395

nahme von v, verschieben,
2nw,+kv, — p)
ur a 6)
Für mittlere Werte von v, könnte man auch zwecks größerer
Annäherung eine Formel nehmen, welche beiden Änderungsweisen von
i, mit v, Rechnung tragen würde.
Nehmen wir an, daß der Anodenkreis nur eine konstante EMK.
E, und einen Widerstand R enthält (Fig. 17), so erhalten wir: v, =
E,— Ri, und durch Einsetzen in die Gleichung (2) und Auflösen
nach ¿, ergibt sich:

1
a OET
Fr, p)

Nehmen wir als Maß der Gleichrichterwirkung die zweite Ab-

5
leitung A an, und setzen wir der Kürze halber v, — p = v, so folgt:

d?i v(v? — 8n?) + q Rev — 2n)(v + n}?
a Oo a E
dv? a [v? + n? + q R(v + n)?’
und diese Gleichung geht in die zweite Ableitung der Gleichung (1)
über (wenn man q E, = m setzt), wenn man annimmt, daß q R gegen
Eins zu vernachlässigen ist.

Die Substitution v, = E, — Ri, kann man ebenfalls in Gleichung (3)
vornehmen, aber sie führt dort zu beträchtlichen analytischen Kom-
plikationen, weil der Ausdruck vom dritten Grade für i, wird.

8 32. Greifen wir auf das experimentelle Beispiel der Fig. 2
zurück (und berücksichtigen wir die im $ 7 angedeuteten Korrektionen
für v, und v), so finden wir, daß für v, > 25 annähernd die Formel (3)
mit den nachstehenden Zahlenwerten angenommen werden kann:

32 (v, + 0,82v, — 15) |
256 + (v, + 0,82 v, — 15)?

Wollten wir nun für v, < 25 die Formel (2) mit der Bedingung
annehmen, daß für v, = 25 die Formeln rusammenfallen, so würden
wir erhalten:

paia 10-0. v,f En

i, = 180 - 10-011 ji

256 + (v, + 5,5)?

Die dem System der beiden letzten Gleichungen entsprechenden
Kurven sind in Fig. 18 ausgezogen dargestellt. In dieser Figur ist
26*

32 (v, + 5,5) |

396 G. Vallauri.

ferner gestrichelt (in willkürlichem Maßstabe) die Kurve für das Gleich-
richtervermögen als Funktion von v, für E, = 25 und R = 10000
gezeichnet, sowie mit Strichen und Punkten (in demselben Maßstabe)
die gleiche Kurve für E, = 25 und ein gegen Eins zu vernachlässigen-

580

F 229%
Ar

Ly A
HHH Fer

E
ma

m
//
ME
LUVA A
FRY
He
Aea
PES

120

Fig. 18.

des q4 R. Um Fig. 18 mit Fig. 2 zu vergleichen, muß man berück-
sichtigen, daß die in Fig. 2 bezeichneten Werte von v, und v, alle
um 1,4 V vergrößert werden müssen (vergl. § 7).

$ 33. Nimmt man für die Charakteristik des Audions Formeln
wie (2) und (8) an, welche ihrer Krümmung Rechnung tragen, so kann

Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Telegraphie usw. 397

man auf Grund ihrer die Untersuchung des Verhaltens als Verstärker
und als Erreger wiederholen, die wir bereits für den Fall der ebenen
„Charakteristik durchgeführt haben. Abgesehen von den analytischen
Schwierigkeiten kann man voraussagen, daß die neuen Ergebnisse sich
von den bereits erhaltenen um so weniger unterscheiden müssen, je
enger begrenzt die zyklischen Änderungen der Elemente sind, und je
mehr sich das Stück der Charakteristik, in dem wir diese Änderungen
vor sich gehen lassen, einer Ebene nähert. Berücksichtigt man dann
gleichzeitig die drei Wirkungen des Audions, so kann man neue Fälle
der Wirkungsweise außer den zuvor behandelten oder angedeuteten
betrachten. Beispielsweise gestattet, die Gleichrichterwirkung, die in Be-
. gleitung der Verstärkerwirkung auftritt, im Falle der Fig. 4 ohne einen
besonderen Detektor im Telephonkreise auszukommen und das Telephon
gleich in den Anodenkreis zwischen a und b’ einzuschalten statt in den
Schwingungskreis. Die Schaltung wird dann jener der Figg. 8 u. 17 äqui-
valent, wenn man durch R das Telephon und durch die kleine zwischen
a und b eingeschaltete Wechselstromquelle den geschlossenen Schwingungs-
kreis darstellt, der mit dem Empfangsluftleiter gekoppelt ist. Dies ist
die einfachste Schaltungsweise des Audionempfängers für Signale mit
gedämpften Wellen, und in ihr kann man noch die Regelungs-EMK.
E durch einen einfachen mit dem Rost in Reihe geschalteten Konden-
sator ersetzen (s. $ 21).

In derartigen Schaltungen besteht keine Koppelung zwischen den
äußeren Kreisen, und es wird das Regenerierungsvermögen, das sich
daraus infolge der Verstärkerwirkung des Audions ergibt, nicht nutz-
bar gemacht. Berücksichtigt man dieses Kriterium, so sieht man, wie
auch für den Empfang gedämpfter Wellen die durch die Figg. 7, 8,
9, 10, 13, 14, 15 und 16 dargestellten Schaltungen ihr überlegen
sein müssen. In diesen Schaltungen braucht man zur Vervollständigung
des Empfängerkreises nur anzunehmen, daß der Widerstand R’ ein Tele-
phon darstellt, und daß mit der Selbstinduktion L der Empfangsluft-
leiterkreis gekoppelt ist, der in der Figur nicht gezeichnet ist. Die
Schaltungsweisen dieses Typus haben den großen Vorzug, auch den
Empfang kontinuierlicher Wellen nach der Schwebungsmethode zu ge-
statten. Bringt man nämlich das System auf solche Bedingungen, in
denen es zum Erzeuger wird, so überlagern sich die örtlichen Schwin-
gungen mit den vom Luftleiter empfangenen, und man erhält dann
bei Änderung der Wellenlänge der ersteren Schwebungen von beliebig
regelbarer musikalischer Schwingungszahl. Somit erhält man denn
auch infolge der Gleichrichterwirkung im Anodenkreise eine Kompo-

898 Mitteilungen aus der Praxis.

nente des Telephonstromes, welche den Empfang gestattet. Das ist die
Wirkungsweise als Autoheterodyn.

Die Mannigfaltigkeit der Schaltungsweisen, die vorgeschlagen wor-.
den sind, um die angegebenen Ergebnisse (und auch noch andere, wie
beispielsweise die stufenweise Verstärkung der radiotelegraphischen und
der radiotelephonischen Stromstärke in einer und derselben Röhre) zu
erhalten, ist sehr groß, aber durch passende Vereinfachungen lassen
sie sich auf die Grundformen znrückführen, deren Eigenschaften wir
hier untersucht haben.

Zusammenfassung.

` & 34. Die vorliegende Untersuchung kann vielleicht als ein erster
Versuch einer „Theorie des Audions‘“ angesehen werden, in welcher
a) die radiotelegraphischen Anwendungen der Vakuumröhren mit drei
Elektroden aufgezählt werden; b) ihre Eigenschaften und die Art ihrer
Darstellung durch Charakteristiken untersucht werden; c) einfachste
Näherungsformen für den analytischen Ausdruck dieser Charakteristiken
vorgeschlagen werden; d) die Möglichkeit dargetan wird, auf Grund
der vorgeschlagenen Charakteristiken die Wirkungsweisen des Audions
als Verstärker und als Erzeuger zu untersuchen; e) die Eigenschaften
einiger typischer Audionschaltungen analytisch erörtert werden; f) der
Weg vorgezeichnet wird, nicht nur die Wırkungsweise des Audions
als Empfänger zu untersuchen, sondern auch die verwickelteren Fälle,
in denen das Audion gleichzeitig verschiedene Aufgaben erfüllt.

Istituto Elettrotecnico e Radiotelegrafico della R. Marina,
Livorno, R. Accademia Navale, 15. Dezember 1916.

(Eingegangen 15 Mai 1917.)

(Nach einem Sonderabdruck von „L’Elettrotecnica“, 25. Jan. bis
5. Febr. 1917, aus dem Italienischen übersetzt von Max Ikle.)

Mitteilungen aus der Praxis.

Audion.

In den ausländischen Arbeiten über das Audion kommen Aus-
drücke vor, die in der Terminologie der deutschen Radiotechnik nicht
gebräuchlich sind. An Hand nachstehender Figur sei deshalb zur
allgemeinen Klarstellung folgendes bemerkt:

Mitteilungen aus der Praxis. 399

Man unterscheidet bei jeder Kathodenröhre:

Anodenkreis, enthaltend die Gasstrecke zwischen Anode und Kathode,
Anodenbatterie, sowie das Telephon im verstärkten Stromkreis
der Verstärkerröhre und beim Audion, sowie Spule oder Konden-
sator bei der Senderöhre.

Emp fanger —

i densa ;
Paralett- |

Widersta.

Herzbarferıe

Anodenkreis: ausgezogen;
Gitterkreis: gestrichelt;
Brennerkreis: punktiert.

Gitterkreis, enthaltend die Gasstrecke zwischen Gitter und Kathode,
den .unverstärkten Stromkreis der Verstärkerröhre, den An-
schlug mit Gitterkondensator und Parallelwiderstand zum

- Empfänger beim Audion und die Kopplung (induktiv oder
kapazitiv) mit dem Anodenkreis bei der Senderöhre.

Brennerkreis zum Heizen der Glühkathode.

Eichhorn.

(Eingesandt 1. Oktober 1917.)

400 Mitteilungen aus der Praxis.

In der „Neue Zürcher Zeitung“ erschien kürzlich folgender Bericht:

Drahtlose Telegraphie zwischen Kalifornien und Japan.

Während des Krieges — im November des vorigen Jahres — ist
eins der Glieder der großen Kette drahtloser Telegraphenämter fertig
geworden, die die Marconigesellschaft seit einer Reihe von Jahren ge-
plant hat, und gegenwärtig kann man bereits von San Francisco in
Kalifornien nach Funabaschi in Japan drahtlos telegraphieren. Die in
Gotenburg erscheinende schwedische Fachzeitschrift für drahtlose Tele-
graphie und Telephonie „Radio“ teilt nähere Einzelheiten über Ein-
richtung und Betrieb dieser drahtlosen Telegraphenlinie mit.

In der Nähe von San Francisco liegt die Doppelstation Marshall-
Bolinas, die von Funabaschi rund 11000 Kilometer entfernt ist. Zwischen
den beiden Endpunkten der Strecke, fast 4000 Kilometer von der
amerikanischen Küste, nicht ganz 7000 Kilometer von Japan entfernt,
liegt die Vermittlungsstelle, ebenfalls eine Doppelstation, Kahuku-Koko-
Head auf Hawai, wohl die größte Einrichtung für drahtlose Tele-
graphie, die bisher überhaupt geschaffen worden ist. Koko-Head liegt
gegen 16 Kilometer östlich von Honolulu auf Oahu, der drittgrößten
Hawai-Insel.e Die Antennen für den Amerikadienst sind in südwest-
licher Richtung gespannt, die für den Japandienst in östlicher. Für
die Amerika-Antennen sind fünf Masten von etwa 100 Meter Höhe
errichtet worden, während die Japan-Antennen von zwei je 188 Meter
‘hohen Masten getragen werden, von denen aus sie sich nach einem
Turme ziehen, der auf Koko-Head steht, einem erloschenen Vulkan
von 370 Meter Höhe. Dieser Turm ist noch 45 Meter hoch, die Länge
der Antennen beträgt daher annähernd 600 Meter. In Kahuku sind
die Einrichtungen noch größer und ausgedehnter: die Amerika-Antenne
wird von 12 Masten von 100 Meter Höhe getragen und liegt nach
Südwesten, die Japan-Antenne hängt an 12 Masten von 150 Meter Höhe.
Auf der amerikanischen Seite des Stillen Weltmeeres sind in Bolinas
Antennen, die von 8 je 100 Meter hohen Masten getragen werden,
während die Station Marshall 7 Masten von annähernd gleicher Höhe
hat. Den elektrischen Strom von 300 Kilowatt liefern Motoren von
500 Pferdekräften. Der Bau der Anlagen mitten im Weltmeer war
nicht einfach, da fast die gesamten Baustoffe auf langem Wege dort
hingeschafft werden mußten. Das meiste wurde von New-York aus
nach der Ostküste Mexikos mit dem Dampfer befördert, dann mit der
Eisenbahn an die Westküste gebracht und von dort weiter mit dem

H. Eales. Patentschau. 401

Schiffe nach Honolulu geführt. Alle Einrichtungen dieser Linie für
drahtlose Telegraphie sind selbstverständlich auf der Höhe der Zeit;
so geschieht das Senden aller Telegramme automatisch mit Hilfe durch-
lochter Streifen, die in den Sender nur eingespannt zu werden brauchen.
Die Telegraphiergeschwindigkeit ist recht erheblich; es können 300
Zeichen in der Minute übermittelt werden. Als Empfänger dienen
Einrichtungen, die dem Diktaphon nachgebildet sind und von denen
besondere Beamte die Telegramme, wenn sie fertig vorliegen, rasch
ablesen. Als Sprache ist nur das Englische und Französische zulässig.

Die Errichtung ähnlicher Anlagen empfiehlt sich, wie der Krieg
lehrt, auch für die Mittelmächte. E.

(Eingesandt 15. September 1917.)

Patentschau.
Von H. Eales.

A. W. Hull in Worcester, Mass., V. St. A., beschreibt in der
amerikanischen Patentschrift 1114697 drei Ausführungsformen und
Schaltungsanordnungen für Elektronenentladungsröhren, und zwar ist
der Hauptzweck der, die Wirkung der sogenannten Raumladung bei
solchen Elektronenentladungsgefäßen zu verringern obne zugleich die
Wirkungsweise des Apparates zu beeinträchtigen. Zu diesem Zwecke
wird die Elektronenentladung innerhalb eines positiven Feldes erzeugt,
welches durch ein sehr hohes Potential erzeugt werden kann, und die
Elektronen werden durch ein elektromagnetisches Feld, welches pa-
rallel zu einer die Anode und die Kathode verbindenden Linie verläuft,
daran gehindert, sich auf den Leiter, durch den das positive Feld
erzeugt wird, zu entladen. Auf diese Weise wird die Bewegung
der Elektronen innerhalb einer vorherbestimmten Zone begrenzt. Der
positiv geladene Körper erhöht sonach den Elektronenentladungsstrom,
indem er die Wirkung der Raumladung eliminiert ohne selbst Energie
abzuleiten. Fig. 1 zeigt eine solche Anordnung. Der Elektronen-
entladungsapparat besteht aus einer zylindrischen Glas-, Quarz- oder
drgl. Röhre 1. Die elektronenaussendende Kathode 2 besteht aus
einem geradlinig ausgespannten Draht aus schwer schmelzbarem Me-
tall, z, B. Wolfram, der in der Achse der Röhre 1 angeordnet ist.

402 | H. Eales.

Dieser Kathodendraht 2 wird durch einen durch die eingeschmol-
zenen Leitungen 3 und 4 zugeführten Strom auf Weißglut erhitzt.
Durch eine zylindrische Feder 5 wird der Kathodenglühdraht straff
gespannt erhalten. Die Anode 6 hat eine Durchbrechung, durch
welche der Draht 4 hindurchgeht. Sie besteht ebenfalls aus sehr
schwer schmelzbarem Material, vorzugsweise Wolfram. Die Anode ist
durch Elektronenbombardement während des Herstellens der Röhre
möglichst von okkludierten Gasen befreit. Der Innenraum der Röhre
ist mittels einer Gaede-Molekularpumpe soweit entlüftet, daß Gasioni-
sation in der Hauptsache oder vollkommen verschwunden ist. Die be-
besonderen Gasdrucke hängen von den Spannungen und den Strömen

9
f ii ili v5 Ad

| z2- <
AD OKANANI aa

al NAH EEN E

nf Fiaa nn x

i 2 ITEM ITITT*

H 4 mn =
Fig. 1.

ab, mit denen gearbeitet werden soll, und sie können einige Hundert-
tausendstel Millimeter Quecksilberdruck oder sogar besser noch weniger
betragen.

Die Kathode 2 ist von einem Leiter 7 umgeben, der vorzugs-
weise aus einer eng gewundenen Drahtspirale besteht, die sich wenig-
stens über die ganze Länge der Kathode hinweg erstreckt und dicht
an der Wandung der Röhre angeordnet ist. Der Leiter 7 kann auch
gegebenenfalls die Form einer zylindrischen Metallhülse annehmen, oder
auch die eines Metallniederschlages auf der inneren Oberfläche der
Glasröhre 1. Der Leiter 7 wird mit der positiven Klemme einer
geeigneten Spannungsquelle (Batterie) 8 verbunden, deren negative
Klemme an die Kathode 1 angeschlossen ist. Um den Leiter 7 einen
Potentialgradienten zu geben, der demjenigen des Glühdrahtes ähnlich
ist, sind seine Enden vorzugweise mit einer Batterie 9 verbunden, . deren
Potential so eingestellt ist, daß das Feldpotential an irgend zwei ent-
gegengesetzten Punkten gleichgroßB wird wie das des Glühdrahtes. Der
Kathodendraht wird auf Glühtemperatur erhalten durch die Batterie 10,
die über die Zuleitungen 11 und 12 angeschaltet ist. Zwischen die

Patentschau. i 408

Kathode 2 und die Anode 6 ist eine Ortsstromquelle 13 geschaltet,
deren positive Klemme mit der Anode verbunden ist. Im Ortsstrom-
kreis liegt der Anzeigeapparat 14, z. B. in Gestalt eines Telephon-
hörers, oder ein anderer elektromagnetischer Anzeiger, z. B. ein elektro-
magnetisches Relais. Wenn nun bei der bisher beschriebenen Röhren-
anordnung ein Potential zwischen die Kathode und die Anode
durch die Stromquelle 18 angelegt wird, wird eine kontinuierliche
Elektronenentladung durch den evakuierten Raum zwischen der Ka-
thode und der Anode stattfinden. Wie bereits erwähnt, wird dieser
Strom bei einer bestimmten Spannung begrenzt und verringert sein
durch die sogenannte Raumladung, deren Wert in jedem besonderen
Falle abhängt von der geometrischen Gestalt der Elektronenentladung,
von dem Abstande zwischen den Elektronenentladungselektroden und
von anderen Faktoren. Wenn der Leiter 7 positiv geladen wird und
dem elektrischen Felde um die Kathode eine radiale Komponente ge-
gegeben wird, wird die Raumladung veringert je nach dem. Potential
der positiven Ladung. In diesem Falle würde der Elektronenstrom
zum Teil nach dem Leiter 7 verlaufen, der dann als Anode wirken
und die Wirkung der Anordnung verringern würde Gemäß der Er-
‘ findung soll nun diese Entladung der Elektronen auf den positiv ge-
ladenen Körper verhindert werden, indem der Apparat mit einer magne-
tischen Spule 15 umgeben wird, die bei geeigneter Erregung ein
elektromagnetisches Feld erzeugt, welches parallel zur Kathode 2 ver- -
läuft. Dieses Feld zwingt die Elektronen, sich in gekrümmten Bahnen
um die Kathode zu bewegen und zur Kathode zurückzukehren, wenn
kein Potential zwischen der Kathode und der Anode herrscht, dagegen
im anderen Falle in Spiralen um die Kathode sich zu bewegen, bis
sie die Anode erreichen. Durch Veränderung des Potentials des positiv
geladenen „Neutralisators“ 7 kann der Entladungsstrom mit einer ge-
nügend hohen Temperatur des Glühdrahtes variiert werden. Diese
Anordnung kann verwendet werden zum Empfang elektromagnetischer
Wellen in der drahtlosen Telegraphie. Dabei ist z.B. 16 in Fig. 1
eine geerdete Antenne, 17 ein lose gekoppelter Empfangstransformator,
18 ein abgestimmter Schwingungskreis mit dem Kondensator 19; 14 ist
ein Telephonhörer, zu dem parallel ein Kondensator 20 liegt. Fig. 2
zeigt eine Abänderung, bei der statt der Drahtspirale 7 in Fig. 1
ein Metallzylinder 21 tritt, der an seinem einen Ende einen ringför-
migen Teil 22 besitzt, der vorzugsweise im rechten Winkel zur Achse
(der Röhre liegt und so einen verhältnismäßig hohen Beitrag zur elek-
trischen Kraft parallel zur Röhre liefert. Die Wechselstromquelle 23

404 H. Eales.

kann eine Dynamomaschine sein, oder ein Transformator oder ein Os-
zillator. 24 ist eine Gleichstromquelle.e Durch die Wechselstrom-
quelle 23 wird der Stromfluß der Gleichstromquelle 24 so gesteuert,
daß der Wechselstrom 28 in verstärkte Pulsationen der Gleichstrom-
quelle umgesetzt wird, die dann durch den Transformator 26 wieder

| Js

2, A
Ten =
= TITTEN NTTTT «

—liliily
Fig. 2.

in Wechselstrom verwandelt wird. Das Ganze dient also zur Steuerung
starker bzw. hochgespannter Gleichströme (24) durch schwache Wechsel-
ströme (23) Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform dieser Ent-
ladungsröhre, bei der zwei im rechten Winkel zueinander verlaufende

Fig. 3.

magnetische Felder verwendet werden. 27 ist die Elektronen aus-
sendende Glühkathode. Der Elektronenstrom ist in einen: längs der
Röhrenachse fließenden Strom konzentriert, der eine der Anoden 29
oder 30 erreicht. Der Ausgleichsleiter oder Neutralisator 28 erhält
eine positive Ladung durch die Hochspannungsquelle 44. Der Neu-
tralisator 28 besitzt wiederum ein ringförmiges Endstück im rechten
Winkel zur Röhrenachse, wodurch die Geschwindigkeit der Bewegung
der Elektronen gegen die Anoden 29 und 30 zu gesteigert wird. Die

Patentschau. 405

Elektronen werden durch das magnetische Feld des Solenoids 31 ge-
hindert, sich nach dem Ausgleicher oder Neutralisator 28 zu entladen,
vielmehr werden die Elektronen durch dieses magnetische Feld veranlaßt
in einem in der Achse der Röhre konzentrierten Strom zu fließen. Durch
den Magneten 32, der ein im rechten Winkel zu dem von der Spule 31
erzeugten Feld gerichletes Feld erzeugt, wird ein resultierendes Feld
erzeugt, so daß der Elektronenstrom abgelenkt und entweder nach der
Anode 29 oder nach der Anode 30 gerichtet wird. Das Feld des
Magneten 32 kann durch eine Wechselstromquelle 33 erzeugt werden,
die mit den Wicklungen 34 und 35 durch die Leitungen 36 und 87

BE zo
An N Z

Dan

a 00 20

Œ>
aY EE

M i

Fig. 4.

verbunden ist. Wenn die Anoden 29 und 30 mit Hilfe der Leiter 38
und 39 an die entgegengesetzten Enden der Primärspule 40 eines
Transformators gelegt sind und eine Gleichstromquelle 41 einerseits
mit der Glühkathode 27 andererseits mit dem mittleren Punkt der
Primärwindung 40 verbunden ist, so wird ein Wechselstrom durch
diese Primärspule fließen, dessen Frequenz mit derjenigen der Wechsel-
stromquelle 33 übereinstimmt. Die Gleichstromquelle 41 kann sehr
hohe Spannung besitzen, z. B. 100000 Volt; sobald aber der Strom
von der Kathode zu einer der Anoden zu fließen beginnt und im
äußeren Kreis Arbeit verrichtet, fällt die Spannung zwischen der Ka-
thode und der Anode auf einen niedrigen Wert, so daß die Elektronen
in der Röhre verzögert werden und deshalb die Anode nicht mit einer
genügenden Geschwindigkeit erreichen, um eine übermäßige Erhitzung
der Anode zu bewirken. Bei dieser Ausführung wird das positive

406 H. Eales.

Potential auf dem die Kathode umgebenden Leiter nicht entladen und
die Stromquelle 44 leistet dann keine Arbeit. |

Ferner ist zu erwähnen die amerikanische Patentschrift 1138652
von B. Graves in Thorntown, Indiana, V. St. A. Sie bezieht sich
auf eine Dreielektroden-Röhre der üblichen Detektorschaltung, siehe
Fig. 4 mit der Glühkathode 9, der Anodenplatte 10 und dem Gitter 11.
Graves will diese Anordnung dadurch empfindlicher machen, daß er
erstens einen Elektromagneten 20 vorsieht, der aus einer Gleichstrom-

Fig. 6.

quelle 21 erregt wird und nahe bei der Anodenplatte 10 angeordnet
wird, und daß er zweitens in einem ÖOrtsstromkreis 22 mit der Bat-
terie 23 und dem Reglungswiderstand 24 eine Spule 25 vorsieht, die
die Röhre mit den drei Elektroden umgibt.

Chester D: Ainsworth in Worcester, Mass., V. St. A., beschreibt
in der amerikanischen Patentschrift 1145785 einen Vakuumröhren-
detektor mit drei Elektroden, bei denen zur Ionisation anstelle einer
Glühkathode eine radioaktive Substanz (Uranium, Thorium, Radium
oder Aktinium) verwendet wird, die in der Nähe der Elektroden an-
geordnet wird. Fig. 5 zeigt diese Anordnung. In einem zylinder-
förmigen Gefäß 1 aus Glas ist konzentrisch zur Achse eine röhren-
förmige Anode 2 angeordnet, die an die eingeschmolzene Zuleitung 3
gelegt ist. 4 bezeichnet eine neutrale Elektrode aus Drahtgewebe, in

Patentschau. 407

Gestalt eines zur Anode konzentrischen Hohlzylinders; an dieser liegt
die eingeschmolzene Zuleitung 5. Eine zylindrische Kathode 6 umgibt
die Elektrode 4 konzentrisch; sie besteht ebenfalls aus Drahtgewebe,
jedoch mit viel engeren Maschen, wie andeutungsweise aus der Fig. 5
zu ersehen. 7 ist die zugehörige eingeschmolzene Zuleitung.

Innerhalb der Röbre 1 ist eine Scheibe 8 angeordnet aus Iso-
lationsmaterial; auf ihr ist die radioaktive Masse 8 angebracht. Die
Zuleitungen 5 und 7 von der Kathode 6 und der neutralen Elek-
trode 4 führen zu den Enden des Abstimmtransformators 10 und des
Kondensators 11. 12 ist der Telephonhörer und 13 eine Ortsstrom-
quelle. Wenn der Transformator 10 nicht erregt ist, ist das ver-
dünnte Gas im Innern der Röhre 1 in einem Zustande der Ionisation
infolge der Gegenwart der radioaktiven Substanz 9, während das Po-
` tential der Batterie 13 so gewählt ist, daß die Spannung zwischen
der positiven Elektrode 2 und der negativen Elektroden 4 und 6
niedriger ist als nötig um den Widerstand der Vakuumstrecken zu
überwinden und den Raum zu durchbrechen. Treffen dagegen Schwin-
gungen im Transformator 10 ein, so vermag ein Strom durch die
Röhre zu fließen.

Auch René Darmezin beschreibt in der französischen Patent-
schrift 396406 einen Detektor mit einem evakuierten Elektrodengefäß
und lonisation durch eine radioaktive Masse; diese Anordnung zeigt
Fig. 24; sie besteht aus einer Glasröhre a, in welcher mittels der
leitenden Stäbe b und c die Platten d und e angeordnet sind, die
zwischen sich einen engen Spalt f lassen nnd deren eine mit Radium-
salz bedeckt ist, z. B. mit Radiumbromür. In der Röhre ist außer-
dem eine trocknende Substanz g angeordnet und die Röhre evakuiert.
Der Abstand der beiden Platten e und d kann durch Schrauben h, íi,
J geregelt werden.

Das britische Patent 28413 vom Jahre 1913 der Marconi
Company und von H. J. Round bezieht sich auf den Empfang un
gedämpfter Wellen unter Erzeugung von Schwebungstönen auf deı-
Empfangsstation; in den Figg. 7, 8 und 9 sind beispielsweise Schaltungs-
anordnungen angegeben. Gemäß Fig. 7 ist der Schwingungskreis a
auf die Antenne und die ankommenden Schwingungen der Signale ab-
gestimmt und infolge seiner Verbindung mit der Steuerungselektrode
(Gitter b) des Audionempfängers erzeugt er im Schwingungskreise e,
der im Anoden- oder Verstärkungsstromkreiss der Röhre liegt, er-
zwungene Schwingungen von der Frequenz der ankommenden Wellen.
Gleichzeitig werden durch Rückwirkung infolge der Kopplung zwischen

408 H. Eales.

e und a Schwingungen von der Eigenfrequenz des Kreises e in diesem
erzeugt, wobei deren Energie von der Batterie, die in Serie mit dem
Telephon im Anoden- oder Verstärkungskreis der Röhre liegt, geliefert
wird. Da die Frequenzen der beiden im Schwingungskreise e auf-
tretenden und sich überlagernden Schwingungen
voneinander verschieden sind, so erzeugen sie Inter-
ferenz- oder Schwebungsschwingungen von der Höhe
hörbarer Töne und infolge der Gleichrichter- oder
Ventilwirkung der Röhre entstehen im Anoden-
und Batteriestromkreis Stromstöße gleicher Rich-
tung, die durch das Telephon fließen. Wenn dann
also die Eigenschwingung des Kreises e.in bezug
auf die Frequenz der ankommenden Wellen so
eingestellt ist, daß die Schwebungsfrequenz niedrig
genug ist, entsteht im Telephon ein hörbarer Ton.
Fig. 7. Durch Veränderung der Kopplung zwischen a

und e kann man die effektive Induktanz und

die Rückwirkung der Schwingungskreise aufeinander einstellen und
so die Höhe und die Stärke des Schwebungstones im Telephon
regulieren. Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung, nur sind hier

Fig. 8. | Fig. 9.

die Glühelektrode ce und das Gitter b direkt mit dem Lutftleiter
verbunden, statt mit einem Schwingungskreis induktiv gekoppelt
zu sein; außerdem ist die Induktanz des Kreises e induktiv mit
der Spule f im Luftleiter gekoppelt, um die nötige Rückwirkung
zu erhalten. Ein Gleichrichtdetektor g ist hierbei im Telephonzweig
notwendig. In Fig. 9 ist eine Drosselspule h, zu der parallel ein ver-
änderlicher Kondensator i liegt, in Reihe mit der dritten Elektrode

Patentschau. 409

geschaltet, und in diesem Falle ist eine magnetische Kopplung zwischen
den Kreisen a und e nicht nötig. Der Kondensator J ist oftmals er-
forderlich, um, wie durch Versuche festgestellt worden ist, die Wirkung
der Kapazität ¿ zwischen a und b aufzuheben. In Vakuumröhren
dieser Art wird ferner das Glas infolge der Einwirkung des Kathoden-
stromes elektrisiert, was eine Art Polarisationswirkung zur Folge hat.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden sowohl die Steuerungs-
elektrode (Gitter) als auch die Anode in Gestalt von geschlossenen
Zylindern ausgeführt, die den Glühdraht vollständig umschließen.
Die Kapazitätswirkung zwischen den Zylindern kann genügend groß
gemacht werden, um die magnetische Kopplung, die zwischen dem

Fig. 10.

Steuerungs- und dem Verstärkungskreis zur Erzeugung der Schwingungen
sonst erforderlich wäre, unnötig zu machen.

E. H. Armstrong beschreibt in der britischen Patentschrift 24 231
vom Jahre 1914 und in der amerikanischen Patentschrift 1113149
einige Schaltungsanordnungen von Audionröhren, die ebenfalls zum
Schwebungstonempfang für ungedämpfte Schwingungen dienen. Eine
dieser Anordnungen ist in Fig. 10 wiedergegeben. Hier ist der übliche
Resonanzempfangskreis L C S, wobei S die Sekundärspule des Empfangs-
transformators ist, mit der Steuerungsseite der Vakuumröhre durch
die Kondensatoren C? 03 gekoppelt. Der Verstärkungsstromkreis L!050*
ist ebenfalls mit der Röhre verbunden und mit dem Steuerungskreis
durch den Kondensator O? und die Induktanz R gekoppelt. In der
besonderen Schaltung nach Fig. 10 ist die Induktanz des Telephon-
empfängers zur Kopplung benutzt. Der Kondensator C wird so ein-
gestellt, daß infolge der Rückwirkung zwischen den Schwingungskreisen
Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz etwas von denen des
Resonanzkreises abweicht, und somit Schwebungen auftreten. Diese

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12, 27

410 H. Eales.

Schwingungen von niederer Frequenz werden ihrerseits durch die Röhre
und ihre Schwingungskreise verstärkt, und somit werden laute Signal-
töne erzeugt. l

In der genannten amerikanischen Patentschrift 1113149 sind
eine Reihe weiterer Schaltungsanordnungen angegeben, die demselben
Endzweck dienen, von denen jedoch hier mangels Raumes keine weiter
reproduziert werden kann. |

Die französische Patenischrift 467 747 der Gesellschaft fürdraht-
lose Telegraphie und die britische Patentschrift 252 vom Jahre 1914,
die auf die Namen Graf Arco und Meissner lautet, enthält ebenfalls
eine Reihe von Audionschaltungen zur Erzeugung verstärkter Empfangs-
schwingungen, zum Teil auch nach dem Interferenztonempfang. In

Fig. 11.

Fig. 11 ist zunächst eine Anordnung dargestellt, mittels welcher irgend-
ein im Stromkreis 6 fließender Wechselstrom im Kreise 9, 11 verstärkt
wiedergegeben werden kann. Hier bedeutet 2 die übliche Glühkathode,
4 die Gitter- oder Steuerungselektrode und 8 die Anode; der Kreis 9
enthält eine Stromquelle 10 von hoher EMK, so daB Strom von 3
nach 2 im Innern der Röhre fließt. Das Wesentliche dieser Anord-
nung besteht darin, daß der den verstärkten Strom führende Kreis so
angeordnet ist, daß er durch die Kopplung 12, 8 wieder auf den
Steuerungskreis 7 zurückwirkt, so daß die Amplitude der die Wirkung
auslösenden Störung in 7 verstärkt wird. Diese zwischen den Kreisen
9, 11 und 6 hin und her gehende Verstärkungswirkung wird nur
durch die Eigenschaften der Röhre selbst und durch den Energie-
betrag, der bei 11 abgeleitet wird, begrenzt. In Fig. 12 ist eine
Anwendung der nach Fig. 11 zur verstärkten Wiedergabe von Linien-
telephonströmen dienenden Verstärkungsanordnung auf drahtlose Emp-
fangsstationen dargestellt. Der Kreis 15 mit dem Detektor 19, dem
Blockkondensator 20 und dem Telephon 21 bilden die übliche Empfangs-
anordnung. Wenn ein Wellenzug ankommt, so bringt der Trans-

Patentschau. 411

formator 8 eine EMK auf dem Wege 4, 2}auf die Röhre zur Ein-
wirkung; die verstärkte Störung wirkt durch den Transformator 12
und verstärkt die Schwingung im Kreise 15; hierdurch entsteht in
den Kreisen eine sehr rasch anschwellende Schwingung, deren Energie
von der Stromquelle 10 geliefert wird und ‚die erst nach dem Auf-

hören der den Vorgang auslösenden ankommenden Welle erlischt.
Ähnlich ist die Wirkung der Anordnung nach Fig. 18, woselbst an
Stelle der Verwendung eines besonderen Detektors, wie bei 19 in
Fig. 12, die Röhre sowohl die Wirkung eines Detektors und eines
Verstärkers gleichzeitig ausübt. Die Anordnung nach Fig. 13 wirkt

Fig. 13.

folgendermaßen: Ein Wellenzug, der von der Antenne her ankommt,
wirkt über den Transformator 14, 8 auf die Gitterelektrode 4 und
bewirkt, daß Pulsströme von 3 nach 2 im Innern der Röhre fließen,
Diese Pulsströme wirken mittels des Transformators 12 auf den Gitter-
kreis 7 zurück und verstärken hier die Schwingung. Auf diese Weise
werden die Schwingungen bis zu einem Maximum verstärkt und der
Wellenzug wird in einen Zug einseitig gerichteter Pulsströme, die
durch die Primärwicklung 26 des 'Telephontransformators fließen, um-
27°

412 H. Eales.

gesetzt. Der veränderliche Kondensator 28 dient nicht zum Ab-
stimmen auf die empfangenen Wellen, sondern zu dem doppelten
Zweck, die Hochfrequenzpulse über den Transformator 26,27 zu leiten
und die Energie im Telephon zu regeln. Auch in diesen Patenten
von Arco und Meissner bzw. der Gesellschaft für drahtlose Tele-
graphie wird die Röhre beim Empfang ungedämpfter Schwingungen als
Schwingungserzeuger benutzt, um mit den ankommenden Schwingungen
Interferenz- oder Schwebungsschwingungen von Tonhöhe zu erzeugen.
In Fig. 14 ist eine solche Anordnung dargestellt. Die aufeinander
zurückwirkenden Kreise sind mit der rechts ersichtlichen Röhre ver-
bunden; der Kreis 31 ist etwas gegen die Frequenz der ankommenden
Schwingungen verstimmt. Diese ankommenden Schwingungen erregen

Fig. 14.

die Antenne 18, und diese wirkt über den Filterkreis 37 auf einen
Kreis, der einen Detektor 19 und das Telephon 21 enthält. Dieser
letztgenannte Kreis ist mit dem Kreis, in welchem Schwingungen er-
zeugt werden, gekoppelt, und zwar erfolgt diese Kopplung mit Hilfe
der Spule 43 des nicht schwingungsfähigen Kreises 41. Hierbei ent-
stehen dann im Detektortelephonkreis Schwebungen. Ist die Frequenz
dieser Schwebungen niedrig genug, So erzeugen sie einen musikalischen
Ton, wobei dann die Frequenz dieser Schwebungstöne gleich ist der
Differenz zwischen der Frequenz der ankommenden Schwingungen und
den örtlich erzeugten Schwingungen. In Fig. 15 ist eine Anordnung
gezeigt, die zum Verstärkungsempfang bei gedämpften oder un-
gedämpften Schwingungen dient. Auch hier wird wieder die Rück-
wirkung der Schwingungskreise wie bei den Figg. 11 und 14 ver-
wendet. Die Antenne 13 ist mittels der Windungen 14 und 40 mit
dem Schwingungskreis 31 gekoppelt, der ganz wenig gegen die Antenne
verstimmt ist. Die erzwungenen Schwingungen im Kreise 31 wirken

Patentschau. 413

mit Hilfe der Windungen 30, 8 auf die Gitterelektrode 4 und dadurch
entsteht wieder eine verstärkte Wirkung im Kreise 9 und im Kreise 31.
Die Röhre wirkt so als Relais. Aber wenn die Kopplung zwischen
30 und 8 genügend fest gemacht wird, wirkt die Röhre gleichzeitig
als Schwingungsgenerator und es werden dann freie Schwingungen im
Kreise 31 erzeugt; infolgedessen treten wieder die Schwebungs-
erscheinungen auf. Der Telephonempfänger' 21 ist mit dem Kreise 9
über den Transformator 26, 27 gekoppelt und die Induktionsspule 26
ist durch den Kondensator 28 kurz geschlossen. Der Niederfrequenz-
stromkreis wird so leicht zu Schwingungen angeregt und diese werden

fi | ‚27 | i 2

Fig. 15.

durch die Röhre aufrecht erhalten, so daß ein dauernder musikalischer
Ton im Telephon entsteht. Dieser Ton kann dieselbe Frequenz wie
der Pulsstrom im Kreise 9 besitzen und durch Einstellen des Kon-
densators 29 leicht einreguliert werden. Wenn diese beiden Nieder-
frequenzen wenig voneinander abweichen, ändert sich der Dauerton
beträchtlich, wenn Schwingungen ankommen. In diesen Patentschriften
sind auch Schaltungen zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen
für Senderzwecke beschrieben, indessen sollen diese Anordnungen erst
in einem späteren Abschnitt dieser Patentberichte behandelt werden,
der sich auf die Schwingungserzeugung mit Hilfe von Kathodenstrahl-
röhren bezieht, |

Die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin hat
sich durch DRP. 299 301, für welches gemäß dem Unionsvertrage
die Priorität auf Grund der den gleichen Gegenstand betreffenden An-.
meldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 29, Oktober
1913 beansprucht ist, ein abgestimmtes Empfangssystem für elektrische

414 H. Eales.

Schwingungen schützen lassen. Das Wesen dieser Anordnung besteht
darin, daB zwei oder mehrere, auf die auszuwählende Frequenz ab-
gestimmte Schwingungskreise vorgesehen sind, die durch Relais in
Kaskado geschaltet sind; diese Relais bestehen aus Entladungsgefäßen
— vorzugsweise solchen mit reiner Elektronenentladung —, wobei
der Hilfsstromkreis jeder Entladungsröhre mit einem der abgestimmten
Schwingungskreise und der Anodenkreis mit dem folgenden Schwingungs-
kreis verbunden ist. Hierdurch wird bezweckt, in den. Anodenstrom-
kreisen der aufeinanderfolgenden Relais elektrische Schwingungen mit
fortschreitend abnehmender Störung auszulösen. In Fig. 16 ist eine
solche Anordnung mit drei abgestimmten Kreisen 4/8, 12/15 und

177

Fig. 16.

18/19 dargestellt. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß
die Sicherheit gegen Störungen durch nicht gewünschte Schwingungen
in geometrischer Progression mit der Zahl der abgestimmten Strom-
kreise wächst. ‚Da nämlich jeder abgestimmte Stromkreis für störende
Schwingungen, deren Frequenz von der auszuwählenden abweicht, mehr
oder weniger undurchlässig ist, so wird in jedem Stromkreis der Reibe
ein bestimmter verhältnismäßiger Anteil der Störung ausgeschieden,
so daß die Reinheit des ankommenden Wellenzuges progressiv in dem
Maße wächst, wie er auf die aufeinanderfolgenden Relais übertragen
wird. Als Relais eignen sich insbesondere diejenigen, welche in einem
Entladungsgefäß bestehen, welches eine Glühkathode, eine Anode und
eine als Sonde oder wegen ihrer gewöhnlichen Form als Gitter oder
Rost bezeichnete Hilfselektrode besitzt.

Ein anderes DRP. der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesell-
schaft in Berlin, für welches ebenfalls eine Unionspriorität vom
10. Dezember 1914 auf Grund einer Anmeldung in den Vereinigten
Staaten von Amerika beansprucht ist, ist das DRP. 298 382. Es be-

Patentschau. 415

trifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Verstärkung elektrischer
Schwingungen, insbesondere für die drahtlose Nachrichtenaufnahme, und
das Wesentliche dieses Verfahrens besteht darin, daß in einem oder
mehreren Verstärkern durch Einfügen von Strombegrenzern zwischen
dem Verstärker und seiner sekundären Stromquelle statt des Stromes
die Spannung der aufgenommenen Schwingungen ein- oder mehrmals
verstärkt und gegebenenfalls schließlich durch die Schwingung von
verstärkter Spannung eine Schwingung von verstärktem Strom hervor-
gerufen wird. In Fig. 17 ist eine solche Empfängeranordnung dar-
gestellt, und Fig. 18 zeigt eine Anwendung des Strombegrenzers zur

Verringerung statischer Störungen. Gemäß der Anordnung nach Fig. 17
ist die Antenne 1 durch einen Transformator 2 mit dem Gitter 3
eines Entladungsgefäßes 4 induktiv verbunden. Letzteres besitzt außer
dem Gitter 3 eine gewöhnliche scheibenförmige Anode 5 und eine
gewöhnliche fadenförmige, durch eine Batterie 7 zum Glühen gebrachte
Kathode 6. Das Entladungsgefäß ist vorzugsweise in so hohem Grad
entlüftet, daß der Stromdurchgang zwischen den Elektroden praktisch
von keiner Gasionisierung begleitet ist, gleichgültig, wie groB die an-
gewandte Spannung ist. In Reihe mit den Elektroden des Entladungs-
gefäßes liegt eine Energiequelle 8 und ein zweites Entladungsgefäß 9.
Dieses ist ähnlich dem ersten Entladungsgefüß gebaut, besitzt jedoch
kein Gitter. Das zweite Entladungsgefäß ist nun aber so entworfen,
daß bei der Temperatur, die für die Kathode 10 am geeignetsten ist,
der Strom bereits seinen Höchstbetrag erreicht, wenn die der Anode 11
aufgedrückte Spannung beträchtlich unter derjenigen der Energiequelle 8
liegt. Die beiden Entladungsgefäße sind so aufeinander abgestimmt,
und die Spannung der Stromquelle 8 so gewählt, daß normal der

416 H. Eales. Patentschau..

Sättigungsstrom des Gefäßes 9 kleiner ist als der Strom, der durch
das Gefäß 4 bei normaler Spannung seines Gitters 3 geht. Wenn
dann die Gitterspannung geändert wird, dann sucht auch der Strom
durch das Gefäß 4 sich zu verändern. Da aber dieser Strom durch
das als Strombegrenzer wirkende Gefäß 9 konstant gehalten wird, so
ist keine Änderung des durch das Gefäß 4 gehenden Stromes möglich.
Fig. 18 zeigt die Verwendung dieser Strombegrenzer zur Beseitigung
der Störungen, die durch heftige statische Impulse, die von der Antenne
aufgenommen werden mögen, herrühren. Der. Strom, welcher von
einem der durch die verstärkten Spannungsschwankungen beeinflußten
Entladungsgefäße kommt, wird durch eine Spule 19 gesandt. Der so
erhaltene Strom kann Wellen von einer Mehrheit von Stationen ent-
halten und außerdem Impulse von statischen Ladungen von viel größerer

to
wi

í | f 73

Fig. 18.

Amplitude als derjenigen der Signalwellen. Um aber diese Impulse,
deren Amplitude größer als diejenige der Signalwellen ist, auszu-
merzen, ist in den Stromkreis der mit der Spule 19 gekoppelten
Spule 21 ein Strombegrenzer 20 mit „wei Glühkathoden gelegt, welcher
Strom in beiden Richtungen durchläßt. Die Signalwellen gehen durch
diesen Strombegrenzer ohne Schwierigkeit hindurch. Sowie dagegen
eine von statischen Impulsen herrührende Welle von großer Amplitude
in dem Kreis induziert wird, setzt die strombegrenzende Wirkung der
Vorrichtung 20 ein und läßt nur einen kleinen Teil der Welle durch.
Die durch den Strombegrenzer nicht durchgelassene Wellenenergie
kann durch einen Widerstand 22 vernichtet werden. Nachdem in
dieser Weise heftige statische Impulse ausgemerzt sind, kann der
Strom in dem abgestimmten Gitterkreis des Detektors 23 reproduziert
werden, um die Wellen der gewünschten Frequenz auszuwählen und
aufzunehmen. Während der zuletzt erwähnte Strombegrenzer bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel hinter den Spannungsverstärkern an-
geordnet ist, kann er ersichtlich an eine beliebige Stelle der Gesamt-
anordnung verlegt werden, wo der Stromwert der aufgenommenen

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. 417

Wellen vom Sättigungsstrom dieser Vorrichtung nicht sehr abweicht.
Ist beispielsweise der Sättigungsstrom genügend klein und die auszu-
merzenden statischen Impulse genügend groß, dann kann der zuletzt
erwähnte Strombegrenzer unmittelbar in Reihe mit der Antenne ge-
schaltet werden. Bei den Entladungsgefäßen mit Gitter ist es wünschens-
wert, die normale Spannung des Gitters auf jenen Wert einzustellen,
bei welchem das Entladungsgefäß für Schwankungen der Gitterspannung
am empfindlichsten ist. Zu diesem Zweck kann eine Batterie 25
(Fig. 17) bzw. 24 (Fig. 18) dienen.
| (Eingesandt 15. Septembeı 1917.)
Adresse des Autors: Berlin-Lichterfelde West, Roonstraße 12.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

Elektroindustrie. IX. Jahrg. 1. u. 15. Juli, 1.u.15. August 1917. Fach-
schriften-Verlag A.-G. Zürich.

Martin Sjöström, Experimentelle Untersuchungen über die Beu-
gung elektromagnetischer Wellen an einem Schirm mit gerad-
linigem Rande. A. B. Akademiska Bokhandeln. Upsala (Schweden)
1917. i

Ernst Kahn, UnsereValutasorgen. Ursachen, Wirkungen und Heil-
mittel. (Heft 6 von „Dringliche Wirtschaftsfragen“.) Verlag Veit &

Comp., Leipzig. 1917. M. 1.50
H. Triepel, Die Freiheit der Meere und der künftige Friedens-
schluß. Verlag von Julius Springer, Berlin 1917. M. 1.20

P. Kaufmann, Was dankt das kämpfende Deutschland seiner
sozialen Fürsorge? Verlag von Franz Vahlen, Berlin 1917. M. 0.50

A. Einstein, Über die spezielle und allgemeine Relativitäts-
theorie, gemeinverständlich. Verlag Friedr. Vieweg u. Sohn,
Braunschweig 1917. M. 2.80
Felix Auerbach, Die Grundbegriffe der modernen Naturlehre. (Ein-
führung in die Physik.) 40. Bändchen von „Natur und Geisteswelt“.

4. Aufl. Verlag B. G. Teubner, Leipzig 1917. M. 1.50
Karl Georg Nepenborn, Unsere Feinde und wir. Verlag Karl Siegis-
mund, Berlin 1917. M. 1.—
Fritz Stier-Somlo, Die Freiheit der Meere und das Völkerrecht
Verlag Veit & Comp., Leipzig 1917. M. 3.50, geb. M. 5.—
Elektroindustrie. 1. u. 15. Septbr. 1917. Fachschriften-Verlag A.-G. Zürich.
Antaeus, Gegen sechsfache Übermacht. Verlag: Literarische Anstalt
Rütten u. Loening, Frankfurt a. M. 1917. M. 1.—

(Eingesandt 7. September 1917.)

418 Literaturverzeichnis.

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Bennett, E., Rev. Gén. de l'ÉI 2, 11, 1917 (Ref. ü. Electrician 78, 18,
1917). Propriétés comparées des antennes basses et des antennes élevées
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Bücherbesprechungen. | 421

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Wust, A. s. Makower, A. J.

(Eingesandt 15. September 1917.)

Bücherbesprechungen.

Dr. Max Beer, L’Entente Annexionniste. Le Paix du „Droit“.
Verlag Ferd. Wyss, Bern 1917. 348 S.

Der Schweizer Dr. Beer, der sich bereits vorher durch seine Schriften
„La Bataille des Diplomates“, „A propos du Livre Arc-en-Ciel“, „Les in-
fluences francaises à Petrograde‘‘ (Le projet de conference de Grey) einen
hervorragenden Namen in der Kriegsliteratur gemacht hat, untersucht in
diesem neuen Werke in leidenschaftsloser aber gründlicher Weise, auf
welcher Seite der Kriegführenden vor und während des Krieges wirklich
Annexionspolitik getrieben wurde Das Ergebnis ist, daß Deutschland (und
seine Verbündeten) rein dasteht als das Land friedfertiger Arbeitsfreudig-
keit, das sich streng von jeder Annexionspolitik fern hielt im schroffen
Gegensatz zu seinen heutigen Feinden, die zwar von Frieden und Freiheit
der Völker schwatzen, aber in Wirklichkeit samt und sonders krasseste
und brutalste Eroberungspolitik trieben. Das wird ausführlich im zweiten
und dritten Teil in folgenden Kapiteln dargestellt: II. L’Entente an-
nexionniste avant la guerre: (1. La Serbie annexionniste. 2. La Rou-
maine et l’Italie annexionnistes. 3. La Russie annexionniste. 4. La France
annexionniste. L'’Angleterre annexionniste.) III. Laguerreannexionniste
de l’Entente (1. L’annexionnisme et la guerre. 2. Buts de guerre francais.
3. Buts de guerre russes, anglais, italiens.) 4. Le cas du Japon, des petits
alliés et de la Gr&ce. 5. Le débat sur la paix). Mit den heuchlerischen
Phrasen der Entente wird gründlich aufgeräumt, und ihre schamlosen Raub-
ziele werden in ihrer ganzen Nacktheit gezeigt. DasausgezeichneteWerk,
dessen allerweiteste Verbreitung nur dringend zu wünschen ist,
sollte auf einem künftigen Friedenskongreß jedem Delegierten
auf seinen Platz gelegt werden; über die Frage nach der Schuld am
Weltkriege braucht dann auch weiter kein Wort verloren zu werden.

Eichhorn.

422 Bücherbesprechungen.

Dr. Paul Kaufmann, Präsident des Reichsversicherungsamts, Was dankt
das kämpfende Deutschland seiner sozialen Fürsorge? 1917.
24 S. 8. Verlag von Franz Vahlen in Berlin W 9, Linkstr. 16. Preis
50 Pf. Partiepreise geringer.

Die Druckschrift enthält einen Vortrag, den der Leiter unserer obersten
Versicherungsbehörde auf Einladung des Generalgouverneurs von Beseler
im April 1917 in Warschau gehalten hat. Sie ergänzt seine frühere Rede
über „Soziale Fürsorge und deutscher Siegeswille“, die im Jahre 1915 im
gleichen Verlag erschienen ist und bereits 21 Auflagen erlebt hat. In der
ihm eigenen eindringlichen, geistvollen Form, die auch einen an sich spröden -
Stoff meistert, entwirft Präsident Kaufmann ein umfassendes Bild von der
Organisation unserer sozialen Fürsorge und ihrem bestimmenden Einfluß
auf das staatliche Leben Deutschlands. Er stellt dar, wie sie ursprünglich
auf Friedensarbeit eingestellt, zu einem starken Rüstzeug für den Welt-
kampf wurde und sich als immer wirksamere Waffe im Kriege selbst be-
währt. Dabei werden nicht nur Arbeiterversicherung und Arbeiterschutz,
sondern auch die bedeutsameren Maßnahmen der Öffentlichen und privaten
Kriegswohlfahrtspflege, an welchen die Sozialversicherung unmittelbar oder
mittelbar beteiligt ist, in den Kreis der Betrachtung gezogen. Endlich wird
gezeigt, wie Deutschland zu einer Zeit, in der es für sein Haupt und sein
Leben ficht, stark genug war, die soziale Fürsorge gesetzlich noch be-
trächtlich auszudehnen, und welche Ziele und Aufgaben bei ihrem weiteren
Ausbau ins Auge zu fassen sind.

Auch die neueste Schrift des Präsidenten Kaufmann gehört nach
Inhalt und Fassung zu dem Besten, was uns in der so reichen Kriegs-
literatur bisher geboten wurde. Man begreift es, daß, wie die Tagespresse
berichtet, diese Darlegungen bei der Zuhörerschaft in Warschau tiefen Ein-
druck hinterlassen und in der Schlußansprache des Generalgouverneurs
warme Worte der Anerkennung gefunden haben.

Unter dem Titel: „Gegen sechsfache Übermacht“ ist im Verlag
der Literarischen Anstalt Rütten & Loening (Frankfurt a. M., 1 Mark)
ein kleines Buch erschienen, das gerade zurecht kommt, um mit auf-
rüttelnder Kraft die gewaltigen Leistungen darzutun, die von Deutsch-
land und seinen Verbündeten in dem ihnen aufgezwungenen Völkerringen
vollbracht worden sind. Aber nicht nur dieses: An der Hand über-
raschender und origineller Karten, Skizzen und graphischer Darstellungen
zeigt der anonyme Verfasser (er nennt sich Antaeus) eingehend, wer
seit 1870 Eroberungs- und Expansionspolitik getrieben hat. Des
Weiteren weist er durch eine besonders geschickte, trefflich erläuterte
Zeichnung, die — von zuständiger und berufener Stelle auf ihre Richtigkeit
nachgeprüft — angibt, von wem die Kriegserklärungen etc. in diesem
Staatenprozeß ausgegangen sind und wer sie veranlaßt hat, nach,
wen die Schuld an dem Ausbruch wie an der Fortdauer des Weltkrieges trifft.

Was haben wir denn aber erreicht? \Vas müssen wir noch erreichen?
Wird es uns auch gelingen? Das sind Fragen, mit denen sich die Schluß-

Bücherbesprechungen. 428

kapitel befassen. Und die Antwort kann nicht anders als voll fester

Zuversicht sein. Ja! Und wenn die Welt voll Teufel wär und wollt `

uns gar verschlingen, so fürchten wir uns nicht so sehr, es muß uns doch
gelingen!

Schon um dieser Zuversicht willen kann man das auch äußerlich an-
sprechende, vorzügliche Buch, mit seinem dem Charakter unbedingter Ge-
nauigkeit und Zuverlässigkeit tragenden Karten- und Übersichtenmaterial,
als eine der wichtigsten Erscheinungen in unserer Kriegsliteratur be-
zeichnen, und man muß wünschen, daß es sowohl in Deutschland als auch
bei Deutschlands Verbündeten und in den neutralen Ländern das verdiente
Interesse und die gebotene Aufmerksamkeit findet.

(Eingesandt 7. September 1917.)

Wann kommt der Friede? Die Wirkungen des U-Bootkrieges in
amtlicher Darstellung. Bearbeitet im Admiralstab der Marine.
32 Seiten. Preis 50 Pf. (Partiepreise. Militärische Verlagsanstalt
München, Weinstr. 2.

Wann kommt der Friede? Dieser sehnsüchtige Gedanke erfüllt alle
Menschen. Durch die lange Dauer des Krieges ist die Kriegsmüdigkeit bei
vielen begreiflich. Wie ein Trostbüchlein kommt für solche die vorliegende
Sehrift, um sie anzuregen, aufzuheitern und zu stärken. Nicht gleich
vielen Prophezeiungen wird ein bestimmtes Datum des Friedens angegeben,
sondern in packender Darstellung, die auf ein umfangreiches amtliches
Material gegründet ist, wird uns vor Augen geführt, mit welch steigender
Wirkung unsere U-Boote arbeiten. Mit mathematischer Sicherheit wird
ausgerechnet, wie schnell der Lebensnerv unserer Feinde, die Schiffahrt,
durch die U-Boote zusammenschrumpft bis zu dem Tage, wo sie gezwungen
sein werden, mit uns um jeden Preis Frieden zu schließen. Zum erstenmal
werden hier ausführlich die Berechnungen und die Beweggründe angegeben,
die unsere Heeresleitung veranlaßten, zum verschärften U-Bootkrieg über-
zugehen. Diese Schrift wird wesentlich zur moralischen Stärkung des
deutschen Volkes beitragen und kein Leser sollte versäumen, sich die
billige Broschüre anzuschaffen, und an Angehörige und Freunde sowie ins
Feld zu verbreiten. Mit der Beruhigung legen wir das Büchlein aus der
Hand, daß ein siegreicher Friede nicht mehr in weiter Ferne liegt. Und
dieses Siegen ist notwendig, wie immer wieder, auch nach der Papstnote,
die unverschämten, von Beschimpfungen strotzenden Reden der englischen
Staatsmänner zeigen, welche unsere Staatsmänner endlich einmal gebührend
beantworten sollten an Stelle des ewigen Geredes von Friede und Verstän-
digung, die England gur nicht will, das durch den U-Bootkrieg und durch
andere militärische Mittel auf die Knie gezwungen werden muß, wenn der
Massenmord endlich aufhören soll. Eichhorn.

(Eingesandt 24. Oktober 1917.)

424 Bücherbesprechungen.

F. Auerbach, Die Grundbegriffe der modernen Naturlehre (Einfüh-
rung in die Physik). „Aus Natur und Geisterwelt“ Bd. 40. 4. Auf-
lage. M.1.50. Verlag B. G. Teubner, Leipzig 1917.

Das aus Vorträgen in einem Ferienkurs entstandene Werkchen, das
die Grundkapitel der Physik behandelt: I. Der Raum. II. Die Zeit. II. Die
Bewegung. IV. Die Schwingungsbewegung. V. Die Wellenbewegung und
die Strahlung. VI. Kraft und Masse. VII. Eigenschaften der Materie.
VIII. Arbeit und Energie. IX. Die Entwertung der Energie und die
Entropie, wendet sich an ein größeres Publikum, und die bekannte fesselnde
und geistreiche Darstellung des Verfassers, die auch beim Fachmann leb-
haftes Interesse erweckt, hat sich schnell den verdienten großen Leserkreis
erworben, wie die Ausgabe der 4. Auflage beweist. Eichhorn.

Jahrbuch

| der
drahtlosen Telegraphie und Telephonie
Band 12. 1918. Heft 5.
Inhalt.
. Seite
Eichhorn, Camille Tissot + . 2: 2 2 nn nn nn nn. 426
Eichhorn, William Duddell 7 . . ... a ev;
W. Burstyn, ne und Abstimmschäre. (Mit 7 Figuren
im Text) . ee. AT

Mitteilungen aus der Praxis:
J. Zenneck, Über telephonische Messungen an einem drahtlosen

Empfänger. (Mit 4 Figuren im Text). . . . 2 2 2 22. 443
Benjamin Liebowitz, Quantitative Beziehungen in Detektor-
kreisen. (Mit 4 Figuren im Text) . . . . 2 2 2 2 20020. 451
E. Roux, Untersuchungen und Verbesserungen am Parallelohm-
meter. (Mit 5 Figuren im Text). . . . 2 2 2 2 2 2.020.462
Briefe an die Redaktion . . . 2 2 2 nn m mn ee nenne. 478
Patentschau:
H. Eales. (Mit 27 Figuren im Text) . . 2 2 2 ... . . 403
Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. . . . . . 499
Literaturverzeichnis. . . . 2 2 2 2 er nn ee 2.0.0. 500
Bücherbespreehungen . . . 2 2 2 m nn nennen. 502

Abonnements und Inserate sind an die Verlagsbuchhandlung von M. Krayn,
Berlin W. 10, Genthinerstraße 39 zu richten.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 28

426 Camille Tissot 7. — William Duddel 7.

Camille Tissot +.

Wir vernehmen mit schmerzlichem Bedauern das plötzliche Ab-
leben unseres Mitarbeiters Prof. Dr. C. Tissot, Commandant de vaisseau
und Vorstand des Laboratoire centrale de la Marine in Paris, im Alter
von 49 Jahren, mit dem wir vor dem Kriege in ebenso regem wie
angenehmem Verkehr standen (vgl. seine Beiträge im Jahrbuch nach
Bandregister in Band X) Tissot hielt auch in Gemeinschaft mit
Colonel Ferrié die Vorlesungen an der École supérieure de l’Elec-
tricité und veröffentlichte in der Folge eine ganze Anzahl wertvoller
selbständiger Untersuchungen, sowie ein kürzlich in zweiter Auflage
erschienenes Handbuch über Elektrische Schwingungen und Drahtlose
Telegraphie, wodurch er in der radiotechnischen Welt sich einen her-
vortretenden Namen als theoretisch und praktisch versierter Fachmann
machte. Wir werden unseren ehemaligen Mitarbeiter in gutem An-
denken behalten.

Zürich, Ende November 1917. . Eichhorn.

William Duddell +.

Am 4. November verstarb in London im Alter von 45 Jahren
der hervorragende Pionier unseres Gebietes, William Duddell. Seinen
Verdiensten und Arbeiten widmet „The Electrician“ vom 9. November
einen ausführlichen Nekrolog, auf den wir verweisen. Eichhorn.

W. Burstyn. Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 427

Empfangsstärke und Abstimmschärfe.
Von W, Burstyn.

Für den radiotelegraphischen Empfänger sind allgemein folgende
Überlegungen anzustellen:

1. Wie groß und wie beschaffen muß der Luftdraht sein?

2. Welche Wellenlänge ist für den Verkehr am günstigsten?

3. Welche Kopplungsverhältnisse sind anzuwenden?

Genauer ausgedrückt, in anderer Reihenfolge und unter Voraus-
setzung eines integrierenden Detektors lauten diese Fragen:

Wie hängt unter sonst gleichen Umständen die Empfangsleistung

1. von der Abstimmschärfe,
2. vom Empfangsluftdrahte,
3. von der benützten Wellenlänge ab?

Bei der Untersuchung dieser Fragen soll die übliche verein-
fachende Annahme gemacht werden, daB der Detektor als ein unmittel-
bar im Luftdrahte liegender Ohm’scher Widerstand (IV,) aufgefaßt
werden kann; die von ihm aufgenommene Leistung ist das Maß für
die Empfangsstärke.

Bezeichnungen und Beziehungen.

C, = Kapazität des Senderluftdrahtes.

L, = Selbstinduktion des Senderluftdrahtes mit Verlängerungs-
spulen.

h, = wirksame Höhe des Senderluftdrahtes.

À = Verkehrswellenlänge.

& = Dekrement der Senderwelle, bzw. des Senderluftdrabtes.

E, = Spannung des Senderluftdrahtes (Effektivwert).

l, = Strom des Senderluftdrahtes (Effektivwert).

F = el. Feldstärke der beim Empfänger ankommenden Wellen (eff.).

„= Kapazität des Empfüngerluftdrahtes.

L,, = kleinstmögliche Selbstinduktion des Empfängerluftdrahtes
bei gegebener Wellenlänge. (A sei immer größer als die
Eigenwelle des Luftdrahtes, so daß nach Fig. 1 kein Kon-
densator, sondern nur eine Spule S einzufügen ist).

L, = tatsächliche Selbstinduktion des nach Fig. 2 durch den
Kondensator K verkürzten und die Spule S, wieder ver-
längerten Empfängerluftdrahtes. (L, = L,,+ Sa)

25*

428 W. Burstyn.

n = L,/L,, = Verlängerung des Empfängerluftdrahtes.

`
w

0, = Strahlungsdekrement des unverlängerten Empfängerluft-

drahtes (n = 1, Fig. 1) bei der Welle A.
o = Verlustdekrement desgl.
vo = Nutzdekrement desgl. (vom Detektor herrührend).

Po = Qo + Oo
ðo = Qo H To + 1
= fo + ”o

— Gesamtdekrement desgl.

_—
—

0 = Strahlungsdekrement des verlängerten Empfängerluftdrahtes

(Fig. 2) usw.

a = «lbo

W, = Widerstand, welcher das .Dekrement ọ hervorruft usw.

A
20 L
f 2

IN =.
IL

er Fi,
SE Ri

Fig. 1. Fig. 2,

E, = Spannung des Empfängerluftdrahtes (Effektivwert).
I, = Strom des Empfängerluftdrahtes (Effektivwert),
A = Empfangsstärke (von W, absorbierte Leistung).
4™ax. — Eimpfangsstärke (bei günstigstem W,).
c = Lichtgeschwindigkeit.
k = beliebige, Proportionalität ausdrückende Konstante,
Es gelten folgende Beziehungen, die später benützt werden:

Li’ = CE? und /=% y LCi?»
daher

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. | 429

N 2
per 275 a

„Bi C,
ee 5
| 7 (5)
Ferner ist
| E,=F-.h, (6)
Nach der Dekrementformel ist
ee (7)
2c-L,
2n?.c-(,-W
= BE (8)
À
dabei beträgt der Strahlungswiderstand
et
W = 1607? 77 (9)
somit
h2
0 =k. 10
32 B
=k.” n (11)

Welcher Größe kommt die Bezeichnung „Abstimmschärfe“ zu?
Die Abstimmschärfe ist das Reziproke der „Unschärfe“. Die
` „Unschärfe des Empfanges“ ist zu definieren als jene Verstimmung
vl

À
werden muß, damit die Empfangsstärke auf den Bruchteil 1/m sinkt.
Es ist

, um welche der Empfänger aus der Resonanzlage verstellt

K—-) («u +òyVm—1 ,
Ro 2a 0°
also, wie bekannt, der Summe der Dekremente von Sender und Emp-
fänger proportional.

Wenn die Gegenstation allein als Sender in Frage käme, wäre
die Abstimmschärfe, mit der sie empfangen wird, gleichgiltig, sogar
unbequem. Gewinn bringt diese erst, sobald es gilt, Störungen aus-
zuscheiden. Eine zweite Station mit etwas verschiedener Wellenlänge

1) Vgl. z. B. Zenneck, Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie, 3. Aufl.,
S. 187.

430 W. Burstyn.

wird — abgesehen von ihrer Stärke und ihrem Toncharakter — um-
somehr stören, je größer ihre Empfangsschärfe ist. Letztere hängt
aber auch vom Senderdekrement ab, so daß über sie keine allgemeinen
Aussagen gemacht werden können !).

Als einziger für den Empfänger charakteristischer Ausdruck bleibt
daher die „Empfängerunschärfe‘ übrig, welche der ‚Empfangsunschärfe‘,
eines ungedämpften Senders gleich und Ô proportional ist. In den
folgenden Ausführungen wird daher 1/d als Maß der Abstimmschärfe
des Empfängers betrachtet werden.

I. Ungedämpfte Schwingungen.
Die geltende Theorie rührt von Rüdenberg?) her. Er setzt

J, =

und

= R2. ERS \

| 2. (W, + W)’ (12)

Das Maximum von A erhält man, wie eine einfache Rechnung

ergibt und gemäß dem bekannten Satze „Äußerer Widerstand gleich
dem inneren‘, für

E a
W, = W; = 5 . m, (13)
also
E,’ E.?
max. — u EEE
A 4 W; 2 W; (14)

Will man die Abstimmschärfe verbessern, so wählt man W, < W;
Dann sinkt natürlich die Empfangsstärke. Aus (12) und (14) erhält

man

A max 4 Wg j W,
— 4wax,__ n l (15)
ô

1) Außer wenn man von der „Abstimmschärfe eines radiotolegrapbi-
schen Systems“ sprechen will, wie es Rein (Jb., Bd. VIII, S. 393.) tut.
Doch hat auch das wenig Sinn, da sich die Reichweiten der verschiedenen
Systeme überdecken und die atmosphärischen Störungen als stark gedämpfte
Sender wirken. .

2) Vgl. z. B. Zenneck, Lehrbuch der drahtl. Tel., 3. Aufl., S. 364fl.

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 431

= amaz. , PUR) (16)

ö?

Fig. 3 zeigt, wie gemäß (16) A von ð abhängt; die Abstimm-
schärfe steigt höchstens auf das Doppelte, während die Empfangsstärke
bis auf Null zurückgeht.

Diese Überlegung ist zwar an sich richtig, sie entspricht aber
nicht dem Verfahren, das man in Wirklichkeit benützt, um verbesserte
Abstimmschärfe zu erhalten. Das Loser- A
machen der Kopplung von Luftdraht und A
Zwischenkreis wird im vereinfachten Schema
vielmehr dadurch wiedergegeben, daß (Über-
gang von Fig. 1 zu Fig. 2) in den Luftdraht
eine zusätzliche Spule S und ein Konden- |
sator K eingefügt wird. (Die üblichen Emp- |

fänger sind übrigens meist mit einem solchen $
Verkürzungskondensator versehen, der allein 0 ß 2ß
schon wie eine lose Kopplung wirkt). Der

mehr oder minder festen Kopplung des Fig. 3.

aperiodischen Detektorkreises mit dem Zwi-
schenkreise entspricht die Veränderung des Widerstandes W,.

Soferne © und K selbst dämpfungsfrei sind, ändert ihre Einfügung
in den Luftdraht W, nicht; daher braucht auch W, nicht geändert
zu werden und nach (12) bleibt A unvermindert. Wohl aber sinkt ò
(vgl. 7) auf den Wert

= oea (17)

und wird im Grenzfalle gleich dem Dekremente eines geschlossenen
Kreises SK. |

Beim Empfange ungedämpfter Schwingungen kann man
also die Abstimmschärfe erhöhen, ohne wesentlich an Emp-
fangsstärke zu verlieren.

Kehren wir zur Gleichung (14) zurück und ersetzen darin E,
durch F- h:

F? h?
AM — 2
iw, (18)
Nun können wir A? durch W, ausdrücken (9) und erhalten
W Q
4wax._. ..P 2 = sy 2... 122
iy k- F?.-A 3 (19)

432 W. Burstyn.

Die Empfangsstärke ist dem Verhältnisse zwischen Strahlungs-
und Gesamtdekrement 0/f des Luftdrahtes proportional. Es ist dies
dieselbe Größe, welche den Nutzeffekt eines Senderluftdrahtes angibt.
Da f =ọ +0, erkennt man, wie wichtig es ist, die schädliche
Dämpfung o durch Verwendung reichlicher Drahtquerschnitte, guter
Spulen und insbesondere durch sorgfältige Erdung zu vermindern. —

Die Abmessungen des Empfangsluftdrahtes sind nach (19) für die
Empfangsstärke scheinbar gleichgiltig; das würde auch für den Ideal-
fall zutreffen, daB es keine schädliche Dämpfung gäbe, also ¢ = 0 und
o=f wäre.

In Wirklichkeit ist aber in fast allen praktischen Fällen 5 weit-
aus größer als o!), so daß man angenähert setzen kann:

o W,
3 -= i (20)
Dadurch geht (19) über in
wW
amaz = Zu F2. LEE l= k 2222 (21)

Aus dieser Formel läßt sich zunächst ableiten, wie bei gleich-
bleibender Wellenlänge die Empfangsstärke von den Abmessungen des
Empfangsluftdrahtes abhängt.

Bei zwei geometrisch ähnlichen Luftdrähten müssen sich die
schädlichen Widerstände angenähert umgekehrt wie die Höhen ver-
halten; denn dies gilt für die Erde als räumlichen Widerstand, für die
Verlängerungsspulen, die js bei einem kleinen Luftdrahte größer sein
müssen, und auch einigermaßen für das Kupfer des Luftdrahtes selbst,
dessen Widerstand obnedies keine große Rolle spielt. Also

w=. 1} (22)

: h,
Bei geometrisch ähnlichen Gebilden ist die elektrostatische Kapa-
zität den linearen Maßen proportional, somit

1) Bei einer von mir untersuchten mittelgroßen Landstation (k = 50 m,
C = 1000 cm) betrug bei der Betriebswellenlänge von 6,5 km o/ß weniger
als 1/40. Zenneck (Jb., Bd. XI, Heft 3) fand bei der Station Sayville
(k = 67m, C = 12000 cm) für eine Wellenlänge von 4,6 km ọ/ĝ = 1/5, wenn
das Gegengewicht benützt wurde, aber fast 10 mal kleiner bei Erdung.
(Dieser große Unterschied läßt auf eine unrichtig angelegte Erdung schließen).

— Die von Austin (Jb., Bd. IX, S. 498ff.) mitgeteilten Werte zeigen deut-
lich das Gleiche.

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 433

C, = k- h, (23)
und nach (22) und (8)
o = k + h? (24)
Hingegen ist nach (11) und (23)
0o = k e h,’ (25)
Daraus folgt
TT |
ae kh, (26)
und gemäß (21) auch
An = k. h,’ (27)

Bei ungedämpften Schwingungen gegebener Wellenlänge
und ähnlichen Luftdrähten ist die Empfangsstärke ungefähr
der 3. Potenz der Höhe des empfangenden Luftdrahtes pro-
portional.

l Ändert man, um ein anderes Beispiel anzuführen, bei einer
Schirmantenne nur die Höhe des Schirmes (und die Zusatzspulen), so
bleibt W, ungefähr konstant; ferner ist die Kapazität des Schirmes
angenähert umgekehrt proportional seiner Höhe,

C, =k. 2 (28) -

z la
und nach (8)

n =k. = (29)

während nach (11) und (28) |

0 = keh, (30)
somit nach (21)

Am = k. h,” . (81)

Ein Satz, nach dem man sich zwar in der Praxis nicht richtet,
der aber nie Widerspruch gefunden hat, lautet: „Wenn man möglichste
Abstimmschärfe erreichen will, ist die Kombination einer stark strah-
lenden Sendeantenne mit einer schwach strahlenden Empfangsantenne
erheblich günstiger als die Verwendung von zwei gleichen Antennen.“ !)

1) H. Rein, Radiotelegraphisches Praktikum, S. 189, sagt z.B. fol-
gendes: „Wie aus den Bedingungen zur Erzielung einer maximalen Reich-
weite hervorgeht, sind die Forderungen, die an die Sendeluftleiter gestellt
werden, andere wie die, die auf der Empfangsseite verwirklicht sein müssen.
Denn während im ersteren Falle eine hohe Strahlungsfähigkeit notwendig
ist, verlangen die günstigsten Empfangsbedingungen eine möglichste Ver-

434 W. Burstyn.

Das Gegenteil ist richtig. Denn in beiden Fällen (ähnliche Luft-
drähte und verschiedene Höhe eines Schirmes) sinkt nach (27) bzw.
(31) A,”®%* sehr stark, wenn man den Luftdraht niedriger macht, die
Abstimmschärfe (ð = 28 = 20) hingegen bessert sich dabei nicht, sondern
bleibt im ersten Falle (24) gleich, im zweiten Falle (29) verschlechtert
sie sich sogar. —

Schwieriger ist die Abhängigkeit der Empfangsstärke von der
Verkehrswellenlänge mit der Rechnung zu verfolgen, da sich die ver-
schiedenen Anteile von W_ ganz verschieden verhalten.

Der Kupferwiderstand des Luftdrahtes selbst ist mit Skineffekt
behaftet, sinkt daher mit zunehmender Wellenlänge. Der der Ver-
längerungsspulen steigt etwa proportional A. Ausschlaggebend sind
aber wohl in den meisten Fällen die Erdverluste Wie ich seinerzeit
dargelegt habe), verhalten sie sich sowohl bei wirklicher Erdung als
bei Gegengewicht ähnlich, als ob ein Ohmscher Widerstand einem
Kondensator parallel > Dann würden sie von der Wellenlänge nach

der Formel
1

Ñ
kooz
i A“

abhängen, also bei kurzen Wellen quadratisch, später linear wachsen
und sich einer oberen Grenze nähern. Am steilsten ist die Kurve bei
jener nur von der Beschaffenheit des Erdreiches abhängigen Wellen-
länge, bei welcher die kapazitive Leitfähigkeit der Erde gleich ihrer
Ohmschen ist. Für Seewasser ist das etwa bei A = 1 m der Fall,
selbst für fast trockene Erde kaum bei mehr als A = 1000 m. An

ringerung dieses Wertes. Bei allen Stationen nun, bei denen dasselbe
Strahlgebilde wechselweise zum Senden und Empfangen gebraucht wird, ist
man somit gezwungen, ... ein Kompromiß ... zu schließen. Es wäre je-
doch zu überlegen, ob man nicht später bei besonderen Anlagen ... dahin
kommen wird, ... die Trennung von Sende- und Empfangsluftleiter durch-
zuführen, ... Während man demnach an der Primärseite cinen hohen Mast
errichten wird, ... sind auf der Empfangsseite die Masthöhe einmal wegen
der atmosphärischen’ Störungen nicht übermäßig hoch zu wählen (Erdantenne)
und zweitens die Luftleiterdrähte so anzuordnen, daß der Strahlungswider-
stand bei kleiner Verlustdämpfung nicht zu groß ausfällt.“

Folgerichtig brauchte man danach zum Empfangen überhaupt keinen
Luftdraht; ein gewöhnlicher Wellenmesser könnte ihn mit Vorteil ersetzen.

1) Elektrotechn. Zeitschrift 1906, S. 1117.

Einpfangsstärke und Abstimmschärfe. 435

dieser Stelle betragen die Verluste 50°/, des Endwertes, bei der
doppelten Wellenlänge 80°/,)).

In sehr grober Annäherung wird man für Wellenlängen, die über
der kürzesten betriebsmäßig benützten liegen,

W=k.% (32)
setzen dürfen. Daraus und aus (9) folgt:

W, 1

E (83)

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß sich die ankommende
Strahlung mit A äudert. Nach den Strahlungsgesetzen ist?)

J
Fakes (34)
Beim Betriebe mit Poulsenlampe bleibt?) in der Größen-
ordnung der Betriebswellenlänge J}, die Stromstärke im Senderluftdraht,

angenähert konstant; somit

1
F=k. 7 (35)
In (21) eingesetzt ergibt dies
4maxX.— k. a
W,
und nach (38)

4™ax. = k $ 72 (36)

Für die Telegraphie mit der Poulsenlampe müßten danach große
Wellenlängen ungünstig sein. In Wirklichkeit geht bei kurzen Wellen-
längen J,, vermutlich infolge der Lichtbogenhysteresis, zurück; daher
stellt sich ein Optimum der Betriebswellenlänge heraus. In derselben
Richtung wirken die rechnungsmäßig noch weniger zu erfassenden
atmosphärischen Einflüsse, welche die Wellen unterwegs erleiden.

Ähnliche Verhältnisse dürften bei Hochfrequenzmaschinen vorliegen,
nur muß hier das starke Ansteigen der Eisenverluste mit der Frequenz
bewirken, daß das Optimum bei beträchtlich größeren Wellenlängen liegt.

1) Austin (Jb. IX, S. 498) erklärt mit derselben Anschauung das
mehrfach gemessene langsame Anwachsen der Erdverluste mit der Wellen-
länge. Da dieses Anwachsen aber noch bei einer à von mehreren km auf-
tritt, dürfte es auf andere Ursachen zurückzuführen sein.

2) Zenneck, S. 46.

3) Nach eigenen Messungen und übereinstimmenden fremden Angaben.

436 W. Burstyn.

II. Gedämpfte Schwingungen.

Unter der Voraussetzung, daß alle Wirkungen eines Funkens bis
zum Einsetzen des nächsten verklungen sind, ist nach Bjerknes

fe E,? : 23

J? = — l 87
: 8c, - L,- wð (« + 0) (#7)
Es ist wieder A = J» W,, und aus (6) und (9) ergibt sich
h. 2.12.
er l (38)
Lyu + 0)
Nach (10) läßt sich A,?/L, durch ọ ausdrücken:
EN
en (89)

T E NE Er
& Ò (« + Ò)
Bethenod?) hat untersucht, welchen Wert v erhalten muß, damit

A möglichst groß werde. Es ist die Maximumbedingung für

v v

ulat) aw + pwt +H)

zu berechnen; sie lautet

v= VR@FB-R/ır5 o)

und besagt, daß die Nutzdämpfung nicht, wie bei ungedämpften
Schwingungen, gleich der übrigen Dämpfung des Empfängers, sondern
größer sein soll, und zwar um so größer, je stärker der Sender ge-
dämpft ist. — Bis hierher ist Bethenod gekommen.

Wir wollen aber wieder, wie bei den ungedämpften Schwingungen,
die Verhältnisse bei loserer Kopplung (Fig. 2) untersuchen. Unter der
Voraussetzung, daß man die Dämpfung der Zusatzspulen vernachlässigen
kann, ist:

=b a1)

Daher (4) Be Po YT Fan Bern (42)
= yi Faj (43)
u+ò= ÊN ant yi pan (44)

1) Jb., Bd. VI, S. 436.

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 437

Ferner ist genau gs Qo as)

Diose Werte, in (39) eingesetzt, ergeben
Fr. 1

Por all + y1 + an)?

Aus den Formeln (46) und (43) läßt sich entnehmen, in welcher
Weise Empfangsstärke und Abstimmschärfe von den veränderlichen
Größen, also auch von einander, abhängen. Zunächst werde nur a und n
als veränderlich betrachtet. Die Veränderlichkeit von a bedeutet, daß
das Dekrement a der vom fernen Stoßsender ausgestrahlten Wellen,
z. B. durch Einfügen eines veränderlichen Widerstandes in den Luft-
draht, geändert wird. (Die Anfangsspannung E,, daher auch F, bleibt
dabei gleich) — Die Veränderlichkeit von n entspricht dem praktischen
Vorgehen, am Empfänger die Abstimmschärfe durch Losermachen der
Kopplung von Luftdreht und Zwischenkreis zu verbessern, wobei aber
die Detektorkopplung immer auf die größte dabei erhältliche Lautstärke
eingestellt wird.

Fig. 4 zeigt für vier verschiedene Werte von a die Empfangsstärke

Awax. — k (4 6)

438 W. Burstyn.

Amar. und das Empfängerdekrement ô als Funktionen der Luftdraht-
verlängerung n. Um einen geeigneten Maßstab zu erhalten, sind beide
Größen durch jene Werte A,"**-, bzw. 0, ausgedrückt, die sie für
n = 1 annehmen. Aus (46), bzw. (43) folgt:

4max._ 4 az i A+ryl+ a) (47)
è a(l + yi+t an)

und on
DR A u (48)
n(l+Yi-+a)
Diese Funktionen werden durch die Schaulinien der Fig. 4 dar-
gestellt.

Übersichtlicher ist Fig. 5, welche für mehrere Werte der Sender-
dämpfung Am°x-/A @®* als Funktion von Ö/ö,, also die Empfangsstärke

pr
EIER
MÉY

MAAJA
1/7 EEE

als Funktion der Abstimmschärfe, wiedergibt. Dieser Figur läßt sich
Folgendes entnehmen:
Wenn man, von der Stellung stärksten Empfanges (Ö/ö, = 1) aus-

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 439

gehend, die Abstimmschärfe durch loseres Koppeln verbessert, sinkt
die Empfangsstärke, und zwar um So schneller, je stärker der Sender
gedämpft ist. (Bei ungedämpften Schwingungen, a = 0, überhaupt
nicht). Besitzen z. B. Sender (mit Stoßerregung) und Empfänger gleiche
Luftdrähte, so ist a = 1 und man verliert anfangs beim Loserkoppeln
an Empfangsstärke nur ungefähr !/,!) dessen, was man an Abstimm-
schärfe gewinnt; Verdopplung der Abstimmschärfe verringert die Emp-
fangsstärke auf ungefähr °/,. Erst bei recht starker Senderdämpfung
(a = 4) tritt angenähert Proportionalität ein.

li
u

In Fig. 6, die der Fig. 5 entspricht, ist die Empfangsstärke mit

jenem Werte A,,"®*- als Einheit gemessen, den sie für n = 7 annimmt,

das Empfängerdekrement (statt mit ðo = fo (1 + y2) mit dem Werte
ß,. Aus (47) ergibt sich:

1) Genauer =
(1 + V2)”

= V;

440 | W. Burstyn.

max, = max... —— ` E 4
f AT a(l + y1 + an “

Aus Fig. 6 ist zu ersehen, daß die Empfangsstärke beträchtlich,
mehr als proportional, die Abstimmschärfe viel weniger wächst, wenn
die Senderdämpfung abnimmt.

Selbstverständlich bewirken auch bei den gedämpften Schwingungen
die Verluste in den Verlängerungs-, bzw. Kopplungsspulen, daß die
Empfangsstärke im Vergleich zum Empfängerdekrement beim Loser-
koppeln schneller sinkt als es die Schaulirien der Figuren 4—6 an-
geben. Doch kann der Unterschied wenigstens zu Anfang und bei
Verwendung guter Spulen nur gering sein.

Wie bei den ungedämpften Schwingungen gilt auch hier, daß es
sehr ungünstig wäre, wenn man die Abstimmschärfe statt in der an-
genommenen Weise bloß durch Verminderung der Nutzdämpfung
(Losermachen der Kopplung des aperiodischen Detektorkreises) ver-
bessern wollte). —

Wie hängt bei gedämpften Schwingungen die überhaupt erreich-
bare Empfangsstärke von den Eigenschaften des Empfangsluftdrahtes,
insbesondere seiner Höhe ab?

Aus (46) wird nach Einsetzen von n = 1

2o
Ba all + VI Fa

Sehen wir zunächst von den schädlichen Verlusten des Empfängers
ab; es ist dann A, = 0, und a = «/o,, daher

— G?
a(1+ Vı+2) S
Oo

A an k

(50)

A = k.

wobei œ als konstant zu betrachten ist. Für geometrisch ähnliche
Luftdrähte gilt (25), daher

Amar = k.: 1

a ge
| æ (52)
Beyi
| 2
Fig. 7 stellt diese Beziehung dar, wobei der Maßstab für A

willkürlich, der für A, so gewählt ist, daß 1 dem Falle a = 1 ent-
spricht. Sind Sender- und Empfängerluftdraht einander ähnlich und

1) Vgl. Zenneck, S. 366.

Empfangsstärke und Abstimmschärfe. 441

hat auch ersterer keine schädliche Dämpfung (« = k.h,), so würde
die Abszisse h,/h, bedeuten.

Aus der Schaulinie ist zu ersehen, daß unter obigen Voraussetzungen
die Empfangsstärke der Luftdrahthöhe proportional ist, wenn beide

Fig. 1.

Luftdrähte ungefähr die gleiche Höhe besitzen!), daß sie aber bei
niedrigerem Empfänger weit schneller abnimmt, am stärksten ungefähr
für h, = h / 2.

Nimmt man aber, um der Wirklichkeit nahe zu kommen, an, daß
die Strahlungsdämpfung gegenüber den Verlusten klein ist, so erhält
man nach Einsetzen von (4), (20), und (23) aus (50)

h,’

P i = k è D

Da angenähert 6, = c und daher nach (24) 9, = k» h,?, wird
(53) zu

Az = k» h,? (54)

ebenso wie bei ungedämpften Schwingungen (27).

Der Nachweis, daß auch bei gedämpften Schwingungen ein nied-
riger Empfangsluftdraht in bezug auf die Abstimmschärfe keine Vor-
teile bringt, möge der Kürze halber unterbleiben. — |

Die Abhängigkeit der größtmöglichen Empfangsstärke von der
Verkehrswellenlänge soll nur für den Fall untersucht werden, daß der
Sender mit Löschfunken arbeitet. Es ist dann E, konstant, nach (5)

=k-E,/A und nach (34)

BB
1) Genauer, wenn h, = V0,8 = 0,93.

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 29

442 W. Burstyn. Empfangsstärke und Abstimmschärfe.

E,
F=k z. (55)
Dies und (11) in (46) eingesetzt ergibt für n = 1
E? 1
mk (56)

FB a ET

Bei Vernachlässigung der schädlichen Dämpfung wird a = k.» 2°,
da das Strahlungsdekrement des Senders sowohl als des Empfängers
nach (11) 1/A® proportional ist. Danach ist auch

1
Bo = 0 =F k + 23?

somit
An = k. A? (57)

Aber auch bei Berücksichtigung der Verluste werden sich die
Gesamtdekremente von Sender und Empfänger in ungefähr gleicher

Weise mit der Wellenlänge ändern, so daß man wieder a als konstant
annehmen kann. Nach (32) und (8) ist

1
bo = 0 =ke, (58)
daher (56)
1 |
A: = AET (58)

Nach (57) ist also die Empfangsstärke dem Quadrate der Wellen-
länge direkt, nach (58) umgekehrt proportional. Ersteres trifft eher
bei kurzen, letzteres bei langen Wellen zu. Es muß daher — unab-
hängig von den Verlusten, die die Wellen auf dem Wege vom Sender
zum Empfänger erleiden, — ein Optimum der Verkehrswellenlänge
geben, welches gemäß (56) durch die Bedingung A? - p, = Min. bestimmt
ist und im allgemeinen ziemlich niedrig liegen dürfte. Je besser die
Stationen gebaut, d. h. je sorgfältiger schädliche Dämpfungen vermieden
sind, bei desto größeren Wellenlängen liegt ihr Optimum, das infolge
der Unterwegsverluste der Strahlung noch höher hinaufrückt. Das
Ineinanderfließen der Wellenzüge setzt aber bei rascher Funkenfolge
auch hier bald eine Grenze.

Zusammenfassung.

Der Verbesserung der Abstimmschärfe des Empfängers durch
loseres Koppeln entspricht nicht einfach eine Verminderung der Nutz-

Mitteilungen aus der Praxis. 443

dämpfung, sondern der Gesamtdämpfung des Empfängers, die sich durch
Einfügen einer Verlängerungsspule und eines Verkürzungskondensators:
in den Luftdraht wiedergeben läßt. Dieser Vorgang wird rechnerisch
verfolgt. |
Wären die Zusatzspulen (Kopplungskreise) verlustfrei, so würde
sich die Abstimmschärfe bei ungedämpften Schwingungen durch Loser-
koppeln ohne Verminderung der Empfangsstärke beliebig erhöhen lassen;
praktisch ist die Grenze durch das Eigendekrement der. Zuzatzapparate
gegeben. Bei gedämpften Schwingungen sinkt die Empfangsstärke im
allgemeinen viel weniger als die Abstimmschärfe steigt. |

Von der Höhe des Empfängerluftdrahtes ist die Empfangsstärke
ungedämpfter Schwingungen nicht, die gedämpfter stark abhängig, wenn
die hauptsächlich von der Erde herrührenden schädlichen Verluste zu
vernachlässigen wären. Das sind sie jedoch keineswegs, sondern sie
übersteigen die Strahlung meist bei weitem, insbesondere bei langen
Wellen. Sie haben zur Folge, daß für beide Arten von Schwingungen
die Empfangsstärke ungefähr der 3. Potenz der Höhe (geometrische
Ähnlichkeit vorausgesetzt) proportional ist.

Die Abhängigkeit der Empfangsstärke von der Verkehrswellen-
länge wird einerseits für den Poulsensender, andererseits für den Stoß-
sender untersucht. Für letzteren ergibt sich ein Optimum der Wellen-
länge, welches um so höher liegt, je verlustfreier die Stationen ge-

baut sind.
(Eingesandt 81. Juli 1917.)
(Adresse des Autors: Dr. W. Burstyn, z. Z. Wien III., Weißgerber-
Lände 44.)

Mitteilungen aus der Praxis.

Über
telephonische Messungen an einem drahtlosen Empfänger.

(On telephonic measurements in a radio reveiver).
Von J. Zenneck.

Es ist bereits auf einige Schwierigkeiten hingewiesen worden, die
sich bei der Deutung des Hörbarkeitsfaktors zeigen. Die folgenden all-
gemeinen Bemerkungen zur Frage der telephonischen Messung der
Empfangsstromstärke dürften von Interesse sein, obschon ich mir wohl
bewußt bin, daß sie nichts Neues bringen.

| 29”

444 Mitteilungen aus der Praxis.

I. Die Messung der Hörbarkeit.

Der Strom im Detektorkreise ist im allgemeinen ein pulsierender,
und seine Frequenz ist identisch mit der im Sender oder im Empfänger
erzeugten Gruppenfrequenz. Die Bewegung der Telephonmembran
wird durch die Wechselstromkomponente dieses pulsierenden Stromes
bestimmt; durch irgendwelche telephonische Messung kann man daher
nur diese Komponente bestimmen, Man kann diese Wechselstrom-
komponente oder diesen Audiostrom zunächst als sinusförmig annehmen.

Der Gedanke, den man bei der Messung der Hörbarkeit verfolgt,
ist der, die Amplitude dieses Audiostromes zu messen, aber nicht in
Ampere, sondern in willkürlichen Einheiten, nämlich durch die Amplitude,
die dem jeweiligen Beobachter eben die Unterscheidung zwischen Strichen
und Punkten gestattet. Dementsprechend wird die Hörbarkeit definiert
als das Verhältnis zwischen der Amplitude des tatsächlich auftretenden
Audiostromes und jener Amplitude, die gerade zwischen Strichen und
Punkten zu unterscheiden gestattet.

Diese Unbestimmtheit der Grundeinheit schließt eine ernstliche
Schwierigkeit in sich, wenn von verschiedenen Beobachtern oder von
einem und demselben Beobachter zu verschiedenen Zeiten Hörbarkeits-
messungen vorgenommen werden sollen. Die Einheit kann bei ver-
schiedenen Messungen verschieden sein. Die Amplitude, welche gerade
zwischen Strichen und Punkten zu unterscheiden gestattet, ist für ver-
schiedene Individuen verschieden und bei einer und derselben Person
von physiologischen und psychologischen Bedingungen abhängig. Sie
wird sicherlich kleiner, wenn, von den Signalen abgesehen, das Tele-
phon absolut ruhig ist, als wenn durch Störungen im Telephon dauernd
starke Geräusche hervorgerufen werden. Falls in diesen beiden Fällen
die von den Signalen herrührenden Audioströme genau gleichstark
wären, würde in letzterem Falle eine weit kleinere Hörbarkeit gemessen
werden als im ersterem. Daher besagt die einfache Aussage, daß für
einen besonderen Sender und Empfänger eine Hörbarkeit von 200 ge-
messen worden ist, für den messenden Physiker nicht viel, so wichtig
sie für den Installateur sein mag.

Das folgende Verfahren zur Messung der Hörbarkeit ist allgemein
angenommen. Das Telephon wird durch einen induktionsfreien Wider-
stand R kurzgeschlossen, der so eingestellt wird, daß Striche und
Punkte gerade unterscheidbar werden. Die Genauigkeit, mit der sich
dieser kritische Widerstand messen läßt, ist stark von der Geschick-
lichkeit und der Erfahrung des Beobachters abhängig. Der Haupt-

Mitteilungen aus der Praxis. 445

nachteil besteht . darin, daß das! Verschwinden eines allmählich
schwächer werdenden Tones bestimmt
werden muß, und nicht ein scharf de-
finiertes Minimum, wie man es bei der
Wheatstoneschen Brückenanordnung für
Wechselstrom erhält.

Nach Messung des kritischen Wertes
für den Nebenschlußwiderstand muß der
Wert des Hörbarkeitsfaktors berechnet
werden. Die Amplitude J, des Audio-
stromes im Telephon wird durch die Fig. 1.
Gleichung

TIR + R?+ (2a NL)?
gegeben !), wo I die Amplitude des Audiostromes in den Zweigen A A’ und
BB in Fig. 1 ist, R, der Widerstand des Telephons für Audiofrequenz, L,
seine Selbstinduktion für Audiofrequenz, und N die Gruppenfrequenz.
Nach Entfernung des Nebenschlußwiderstandes R mag die Amplitude
des Telephonstromes = I” sein. Dann ist nach der oben erwähnten
Definition die Hörbarkeit:

I, =

I, I “R
Damit

q VERY 1 (2 a NZ)? (2

und somit nur von den Konstanten des Telephons und seinem Neben-
schlusse abhängig werde, muß die Bedingung
Fr

erfüllt werden. Daß heißt, die Stromstärke in den nicht kurzge-
schlossenen Zweigen AA’ und BB darf durch Kurzschließen des
Telephons nicht verändert werden. Diese Bedingung schließt in sich:

a) Daß der durch den Detektor fließende Radiofrequenzstrom durch
Kurzschließen des Telepbons nicht beeinflußt werden darf, denn sonst

1) Unter der Annahme, daß die Rückwirkung der Schwingung der
Telephonmembran auf den Telephonkreis vernachlässigt werden kann. Wenn
dies nicht der Fall ist, so können der Effektivwiderstand R, des Telephons
sowie seine effektive Selbstinduktion L, auch von der Amplitude des Audio-
stromes abhängen und nicht nur von dessen Frequenz.

446 Mitteilungen aus der Praxis.

würde auch. der von dem Detektor erzeugte Audiofrequenzstrom ver-
ändert werden. Dies kann man dadurch vermeiden, daB man die
Reaktanz des Kondensators C für Radiofrequenz klein gegenüber der
Impedanz des abgezweigten Kreises R, T für Radiofrequenz macht.

b) Daß das Verhältnis zwischen den Audiostromstärken I” und
I von R unabhängig sein muß.

Dies kann dadurch geschehen, daß man die Reaktanz des Konden-
sators C für Audiofrequenz groß gegenüber der Impedanz des Tele-
phons für Audiofrequenz macht. Selbst in diesem Falle fließt, wenn
das Telephon nicht kurz geschlossen ist, und noch weit mehr, wenn
es kurz geschlossen ist, praktisch der ganze Audiostrom durch den
Zweig AA B' B. Benutzt man aber eine große Wellenlänge in Ver-
bindung mit einer verhältnismäßig hohen Gruppenfrequenz, so kann
diese Bedingung der Bedingung («) widersprechen.

Dann kann man die Anordnung

der Fig. 2 verwenden, allerdings unter

= a 122 der Voraussetzung, daß die Impedanz
| = des Telephons für Audiofrequenz groß

4 T im Verhältnis zu jedem Wert des be-
nutzten Widerstandes R ist. Der Ne-

2 benschluß R kann daher nicht ausge-
| | schaltet werden, denn das würde be-
Fir. 2 deuten, daß man R = 00 machte. In-

g. 2.

folgedessen kann man nur das Ver-
hältnis zweier Hörbarkeiten A, und A, messen, nicht die Hörbarkeit
selbst. Nach Gleichung (2) ist:

N Y(R, + R?+(2aNL? VR +: + R)?+ (27 read?
m R, | BR

wenn R, und R, die Werte des Nebenschlußwiderstandes R sind, die
in den beiden Fällen erforderlich sind, um Striche und Punkte eben
unterscheidbar zu machen, und wenn sowohl M, als auch R, klein
gegenüber der Impedanz des Telephones für Radiofrequenz sind.

Es scheint allgemein üblich zu sein, die Gleichung (2) durch die
Beziehung
R+R,

zu ersetzen. Das ist natürlich nur dann richtig, wenn die Induktanz
des Telephones für Audiofrequenz sehr klein gegenüber (R + R, ist,

Mitteilungen aus der Praxis. 447

was bei den für den radiotelegraphischen Betrieb allgemein gebräuch-
lichen Telephonen nicht der Fall ist.!)

II. Die Beziehung zwischen dem Audiostrome im Telephon und
dem empfangenen Luftleiterstrom.

Es möge zunächst angenommen werden, daß als Sender ein Lösch-
funkensystem zur Anwendung gelange, das Gruppen exponential ge-
dämpfter Wellen nur einer Frequenz aussendet.

In erster Linie hängt die Amplitude des Audiostromes von den
Charakteristiken des Detektors ab, davon nämlich, ob das Ansprechen
des Detektors von der Amplitude des Radiofrequenzstromes abhängt,
oder von ihrem Quadrate, oder von sonst einer Funktion von ihr.
Die Amplitude hängt ferner sehr stark von der Empfindlichkeit des
einzelnen Detektors zur Zeit der Messung ab. Deshalb muß der
Detektor geeicht; werden.

Aber die Eichung darf nicht mittels eines Galvanometers erfolgen.
Das würde bedeuten, daß man die Gleichstromkomponente des Detek-
torstromes messen würde, und nicht seine Wechselstromkomponente,
die ja die Hörbarkeit bestimmt. Diese letztere wird sehr stark. durch
die „Trägheit“ des Detektors beeinflußt. Da die Trägheit zweier
Detektoren verschieden ist, kann der eine von ihnen eine zwanzigmal
so hohe Hörbarkeit ergeben wie der andere, und doch kann der von
diesen Detektoren hervorgerufene Ausschlag eines Galvanometers bei
einem und demselben Radiofrequenzstrome derselbe sein.

Auch die Kapazität des im Nebenschluß zum Telephon liegenden
Kondensators C (Fig. 1) kommt in Betracht. Sobald die Reaktanz des
Kondensators für Audiofrequenz nicht groß ist im Vergleich zur Im-
pedanz des Telephones, verringert eine Zunahme der Kapazität des
Kondensators die Hörbarkeit in derselben Weise wie eine Zunahme
der Trägheit des Detektors.

Allen diesen Schwierigkeiten, sowie denen, die in der Unsicherheit
der Einheit für die Hörbarkeit und in der veränderlichen Empfindlich-
keit des Detektors begründet liegen, begegnet man dadurch, daß man
die von den ankommenden Signalen hervorgerufene Hörbarkeit mit
jener vergleicht, die von einem mit dem Empfangsluftleiter äußerst
lose gekoppelten Normalkreise mit derselben Gruppenfrequenz her-
rührt. Als Normalkreis kann man einen Kondensatorkreis mit einem

1) A.H. Taylor and A.S. Blatterman, Proc. Inst. Radio Eng. 4,
135, 1916.

448 Mitteilungen aus der Praxis.

die wahre mittlere Stromstärke messenden Instrument (etwa einem
empfindlichen Hitzdrahtamperemeter oder einem Thermoelement) benutzen.
Wie man freie Schwingungen von bekannter und veränderlichen An-
fangsamplitude, die das natürliche Dekrement des Kreises besitzen,
unter Benutzung eines rotierenden oder schwingenden Schalters
Fig. 3) oder eines Unterbrechers (Fig. 4) erzeugen kann, zeigen die

M igh
Resistance

Fig. 3. Fig. 4.

beiden eben genannten Figuren. Der Kondensator C wird periodisch
auf das von der Batterie B erzeugte und durch das Potentiometer
P geregelte Potential geladen und entlädt sich durch den Schwingungskreis.

Mit Hilfe dieses Normalkreises, der im allgemeinen auf die Fre-
quenz der ankommenden Wellen abgestimmt werden muß, kann man
die ganze Empfangsanordnung eichen. Die Koppelung des Normal-
kreises mit dem Luftleiter kann man konstant halten und dann durch
Veränderung der Spannung, auf die der Kondensator C (Fig. 3 oder 4)
aufgeladen wird, die wahre mittlere Stromstärke im Normalkreise
ändern. Dann kann man die Hörbarkeit messen, die jedem einzelnen
Werte der wahren mittleren Stromstärke entspricht. Man kann auch
die Schwingungen im Normalkreise konstant halten und seine Koppe-
lung mit dem Luftleiter (d. h. den Koeffizienten M der wechselseitigen
Induktion zwischen Luftleiter und Normalkreis) ändern. Auf diese
Weise mißt man die Hörbarkeit als Funktion von M und der Ampli-
tude der durch den Normalkreis im Luftleiter induzierten Schwingungen,
welch letztere M proportional ist.

Sind die Konstanten der Anordnung bekannt, so kann man nach
diesem Verfahren die Amplitude der Schwingungen, die im Luftleiter
seitens eines fernen Senders erregt werden, in absoluten Einheiten oder
in Ampere messen?!) Aber für diese Messung muß das Dekrement

—

1) F. Braun, Jahrb. 8, 132, 212, 1914.

Mitteilungen aus der Praxis. 449

des Normalkreises jenem der ankommenden Wellen gleich sein. Nehmen
wir beispielsweise an, es werde ein Thermodektor benutzt, dessen An-
gaben vom Quadrate der Stromstärke und daher von der Energie der
Schwingungen abhängen, so wird die Amplitude des Audiostromes
(und daher die Hörbarkeit) für verschiedene Dekremente selbst dann
verschieden sein, wenn die Energie des Luftleiterstromes dieselbe ist.
Ob das Dekrement des Normalkreises dasselbe ist wie das der an-
kommenden Wellen, läßt sich leicht kontrollieren, wenn man beispiels-
weise einen Widerstand in den Luftleiter einschaltet oder den Luftleiter
um einen bestimmten Betrag verstimmt. Die Abnahme der Hörbar-
keit muß bei Erregung durch den Normalkreis und bei Erregung.
seitens der ankommenden Wellen dieselbe sein.

Wenn die Dekremente dieselben sind, ist es wünschenswert, die
Amplitude der im Luftleiter durch den Normalkreis erzeugten Schwin-
gungen so einzustellen, daß sie dieselbe Hörbarkeit ergeben wie die
ankommenden Wellen, und zwar dadurch, daß man die Amplitude der
Schwingungen im Normalkreise, oder dadurch, daß man dessen Koppelung
mit dem Luftleiter verändert. Dann ist die durch die ankommenden
Wellen im Luftleiter induzierte EMK. dieselbe wie die durch den
Normalkreis erzeugte. Diese Amplitude läßt sich leicht aus den Kon-
stanten der Anordnungen und dem Wert der wahren mittleren Strom-
stärke im Normalkreise berechnen. Bei dieser Gestaltung ist das Ver-
fahren von der Charakteristik des Detektors, von der Kapazität des im
Nebenschluß zum Telephon liegenden Kondensators unabhängig und
ebenso von den im ersten Abschnitt der vorliegenden Abhandlung er-
wähnten Bedingungen. Es ist mit und ohne Verstärker anwendbar.

III. Der Empfang ungedämpfter Wellen.

Wenn der Sender kontinuierliche Wellen aussendet und im Emp-
fänger nach einem der bekannten Verfahren ein Ton erzeugt wird, so
hängt im allgemeinen die Amplitude des Audiostromes im Telephon
nicht nur von der Amplitude der ankommenden Wellen ab, sondern
auch von der Anordnung, welche den Ton im Empfänger hervorbringt.
Es ist beispielsweise bekannt, daß beim Verfahren der Schwebungen
die Amplitude des Audiostromes gerade so sehr von der Amplitude
der an Ort und Stelle erzeugten Schwingungen abhängt wie von jener
der ankommenden Wellen. Es besteht daher keinerlei feste Beziehung
zwischen der Amplitude des Audiostromes und jener der im Empfangs-
luftleiter erregten Schwingungen.

450 Mitteilungen aus der Praxis.

In diesem Falle kann man die Schwierigkeit ebenfalls durch Ver-
wendung eines Normalkreises überwinden. Es würde aber verkehrt
sein, einen Normalkreis derselben Art zu benutzen, wie oben beschrieben.
Die gedämpften Schwingungen, die ein solcher Kreis im Luftleiter
erregte, würden durch die Empfangsanordnung (Verstärker, Schwebungs-
empfang) in ganz anderer Weise beeinflußt werden als die durch die
ankommenden Wellen im Luftleiter erregten ungedämpften Schwingungen.
Es ist unbedingt erforderlich, als Normalkreis ein kontinuierlich
schwingendes System von genau derselben Frequenz zu benutzen wie
die des Senders. Einen solchen Normalkreis kann man sehr leicht mittels
eines schwingenden Elektronenrelais, etwa des Audions, erhalten, und
seine wahre mittlere Stromstärke, und daher auch die Amplitude des
Stromes, kann man leicht mit einem Hitzdrahtamperemeter oder einem
Thermoelement messen. Im Übrigen ist das Verfahren zur Messung
der Amplitude der durch die ankommenden Wellen im Empfangsluft-
leiter erregien Schwingungen genau dasselbe wie das im zweiten Ab-
schnitt dieser Abhandlung für gedämpfte Wellen dargelegte Es ist
insofern noch einfacher, als keine Komplikationen durch die Dämpfung
hineingebracht werden.

Zusammenfassung.

Wenn es gilt, das Hörbarkeitsverfahren zur Messung der Ampli-
tude oder der Energie der ankommenden Wellen zu verwenden, so
lassen sich nutzbare Ergebnisse nur dadurch erlangen, daß man ver-
gleichende Proben mit einem passend gebauten Normalkreise für jede
einzelne Messung, oder mindestens für jede Messungsreihe, anstellt.

(Nach Proc. Inst. Radio Eng. (New York) 4 (4), S. 363—369,
1916, aus dem Englischen übersetzt von Max Ikl6).

(Eingesandt 15. Mai 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Ikl&e, Zehlendorf (Wannseebahn).
i Milinowskistraße 31.

Mitteilungen aus der Praxis. 451

Detektoren.

Quantitative Beziehungen in Detektorkreisen.

(Eine Erörterung der Arbeit des Herrn Armstrong: „Eine Unter-
suchung der Heterodynverstärkung durch das Elektronenrelais.‘)

[Quantitative Relations in Detector Circuits.
(A Discussion on Mr. Armstrong’s Paper on „A Study of Heterodyne
Amplification by the Electron Relay.‘“‘)]!)

Von Benjamin Liebowitz.

Der Zweck der vorliegenden Erörterung besteht darin, gewisse
grundlegende Beziehungen in einfachen Detektorkreisen klarzulegen
und dadurch direkt die höchste Verstärkung zu bestimmen, die man
dem Heterodynprinzip zuschreiben kann. Die: Hauptannahmen sind
1. daß die vorherschende Reaktion im Detektorkreise (DK in Fig. 1)

Fig. 1. Typischer Detektorkreis.

die vom Widerstande D herrührende ist, und 2. daß dieser Wider-
stand so hoch ist, daß die dem Schwingungskreise LC seitens des
Detektorkreises entzogene Energiemenge sehr klein ist. Unter diesen
Umständen wird dem Detektor eine annähernd einfache harmonische
EMK. aufgezwungen werden, wenn die empfangenen Signale einfach
harmonisch sind, wie wir annehmen wollen, und dann kann man die
den Detektor durchfließende Stromstärke bestimmen.

Wir wollen zwei Detektortypen betrachten, und zwar „vollkommene“
Gleichrichter und „annähernde“ Gleichrichter. Das Verfahren, das wir
einschlagen, besteht in beiden Fällen darin, sowohl die Radiofrequenz-
ströme als auch die Audiofrequenzströme zu ermitteln, die im Detektor-

1) s. Proc. Inst. Radio Eng., Juni 1915, S. 185 ff.

452 Mitteilungen aus der Praxis.

kreise fließen, und durch deren Vergleichung festzustellen, welcher
Teil der dem Schwingungskreise entzogenen Energie bei der Erzeugung
eines Telephonstromes von hörbarer Frequenz nutzbar ist.

Erster Fall. ‚„Vollkommene“ Gleichrichter.

Einen „vollkommenen“ Gleichrichter können wir definieren als
einen solchen, der in der einen Richtung einen konstanten und in
der anderen Richtung einen unendlich großen Widerstand hat. Die
Spannungs Stromstärken-Charakteristik eines derartigen Detektors wird
in Fig. 2 dargestellt.

Stromstorke

Spannung

Fig. 2. Charakteristik eines „vollkommenen“ Gleichrichters.

Wird einem derartigen Gleichrichter eine einfache harmonische
EMK. aufgezwungen, so wird der resultierende Strom offenbar eine
Folge von Sinusschleifen sein, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Ist

Fig. 3. Stromstärke im „vollkommenen“ Gleichrichter.

die EMK. e sin pt, und der endliche Widerstand des Detektors R, so
wird die Amplitude dieser Schleifen einfach e/R sein.
Diese Folge von Schleifen läßt sich leicht in eine Fouriersche

Reihe zerlegen. Nach dem üblichen Verfahren findet man für diese
Reihe:

Mitteilungen aus der Praxis. 453

1 1 2
— { — — 6 t nn 2 pt — ——
EE aa O +>; g 005 2p a tpir.. iz

Wir haben hier einen gleichgerichteten Strom von der Stärke
1
25 einen Radiofrequenz-Grundstrom von der Amplitude 52 und
eine Reihe schwächerer Obertöne. Bezeichnen wir den gleichge-
richteten Strom mit y, und die Amplitude des Radiofrequenz-Grund-
stromes mit Y p 50 folgt demnach, daß

Yo = 4

angenähert ist.. Wir sehen somit, daB die Stärke des nutzbaren
Stromes nur etwa zwei Drittel der Amplitude des im Detektor-
kreise fließenden Radiofrequenz-Grundstromes beträgt.

Der durchschnittliche Betrag, in dem dem Schwingungskreise

1 e? i
LC Energie entzogen wird, ist IR (nämlich die Hälfte des Betrages,
den man erhalten würde, wenn der Detektor in beiden Richtungen

e2
e — in dem
R

; 1
den ‚Widerstand Jè hätte). Von dieser Energie steckt x?

gleichgerichteten Strome, - 5 im Radiofrequenz-Grundstrome und

der Rest in den ÜÖbertönen. Das heißt: Von der gesamten dem
Schwingungskreise entzogenen Energie finden sich etwa
40 v. H. in Gestalt gleichgerichteten Stromes, 50 v. H. in Ge-
stalt des Radiofrequenzstromes mit der Grundfrequenz, und
der Rest in Gestalt der Obertöne.

Um gehört zu werden, kann die kontinnierliche Schleifenreihe der
Fig. 3 in Züge mit hörbarer Frequenz zerlegt werden, so daß der
stetige gleichgerichtete Strom in einen solchen verwandelt wird, der

zwischen Null und Be 7; auf- und absteigt. Ein solcher Strom
Ä 7

ist äquivalent einem Audiofrequenzstrom von der Amplitude = =
der einem Gleichstrom überlagert ist, mitsamt seinen Obertönen. Im
übrigen sind die Energiebeziebungen unverändert, denn die vorstehende
Analyse ist auf jeden Wellenzug oder auf jede einzelne Schleife jedes
Zuges anwendbar.

Statt sie zu zerlegen, kann man indessen die Schleifenfolge auch

454 Mitteilungen aus der Praxis.

nach dem Heterodynverfahren hörbar machen. Wenn die „andere
Kraft“ von derselben Größenordnung ist wie die ankommende EMK.
(„gleiches“ Heterodyn), werden die Schleifen zwischen Null und =

auf- und absteigen. Und da jede einzelne Schleife sehr nahezu reine
Sinusgestalt hat, so ist die vorstehende Analyse als enge Annäherung
anwendbar, und wir erhalten daher einen Schwebungsfrequenzstrom von

der Amplitude Z . a das ist doppelt so viel, wie man ohne Hetero-

dyn erhalten würde.
Wenn indessen die lokale Kraft, etwa mit der Amplitude E, groß
E-+e
R

—° an- und absteigen. Und wenn wir dann die frühere Ana-

gegenüber der empfangenen ist, werden die Schleifen zwischen

und

lysis anwenden wollen, so würden wir wiederum finden, daß die Am-

1
plitude des Schwebungsfrequenzstromes 5 ist. Mithin liefert,

wenn der Detektor ein vollkommener Gleichrichter ist, das
Heterodynverfahren einen doppelt so starken nutzbaren
Telephonstrom wie das „Auflösungsverfahren“, unabhängig
von der Amplitude des Lokalstromes. Dieses Ergebnis steht
vollständig im Einklang mit jenem, zu dem ich ursprünglich gelangt bin.?).

In dem Sinne, daß mit einem gegebenen „vollkommenen“ Gleich-
richter das Heterodyn einen doppelt so starken Telephonstrom liefert
wie das „Auflösungsverfahren“ und sonach viermal soviel Energie beim
Ansprechen liefert, kann man sagen, daB das Heterodyn eine vierfache
wahre Verstärkung ergibt. Diese Deutung des Begriffes „wahre Ver-
stärkung“ hat Herr Armstrong in seiner Arbeit benutzt, und sie läßt
sich durchaus rechtfertigen. Man darf den Begriff aber nicht so auffassen,
als führte das Heterodyn dem Telephonstrome viermal soviel Energie
zu, wie dem Schwingungskreise an Energie der empfangenen Frequenz
entzogen wird. Diese Frage soll im folgenden Abschnitt nochmals in
größerer Ausführlichkeit behandelt werden. |

Der Grund für die vierfache Verstärkung wird vollkommen klar,
wenn wir uns gegenwärtig halten, daß wir bei dem Verfahren der
„Auflösung“ für den Empfang ungedämpfter Wellen diesen rund die
Hälfte der verfügbaren Energie entziehen, während wir mit dem

1) Siehe Proceedings, Juni 1915, S. 185.

Mitteilungen aus der Praxis. 455

Heterodynverfahren ebensoviel verfügbare Energie hinzufügen, wie wir
anfänglich hatten.

Ich habe viele Einzelheiten der vorstehenden. Analyse fortgelassen
und mehrere Punkte übergangen, .weil nach der Ausarbeitung der
Fourierschen Reihe für die in Fig. 3 dargestellte Reihe von Sinus-
schleifen die weiteren Ergebnisse auf Grund physikalischer Überlegungen
klar werden, und weil ferner der Fall der „annähernden“ Gleichrichter,
den wir nunmehr vornehmen wollen, weit größeres Interesse bietet.

Zweiter Fall. „Annähernde“ Gleichrichter.

Die Charakteristik eines gewöhnlichen Kristall-Gleichrichters unter-
scheidet sich von jener eines „vollkommenen“ Gleichrichters (wie sie
in Fig. 2 dargestellt wird) dadurch, daß sie für negative Spannungen
nicht längs der Stromstärkenachse verläuft, sondern etwas unterhalb
dieser, und daß sie statt einer unendlichen Krümmung am Anfangs-
punkte eine endliche hat, sowie schließlich dadurch, daß sie für posi-
tive Spannungen im Allgemeinen aufwärts gekrümmt ist und nicht
geradlinig verläuft. Der gewöhnliche Gleichrichter ist daher in zweierlei
Hinsicht unvollkommen: er richtet keinen Wechselstrom vollkommen
gleich, und er richtet verhältnismäßig starke Ströme besser als schwache.

Für Zwecke der Analysis ist es wünschenswert, einen Detektor
zu benutzen, der schwache Ströme im wesentlichen ebensogut gleich-
richtet wie verhältnismäßig starke. Zu diesem Behufe muß der Detektor
im Anfangspunkte eine starke, wenngleich endliche, Krümmung be-

Siromstarke

Spannung

Fig. 4. Charakteristik eines „annähernden“ Gleichrichters.

456 Mitteilungen aus der Praxis.

sitzen, wie dies Fig. 4 zeigt. Einen solchen Detektor wollen wir bei
unserer Analysis voraussetzen und wollen ihn einen „annähernden“
Gleichrichter nennen.

Die Kurve der Figur 4 läßt sich durch eine Potenzreihe oder mit
einer für alle praktischen Zwecke hinreichenden Genauigkeit durch
etwa ein Dutzend Glieder einer solchen Reihe darstellen. Des Weiteren
muß, um unserer Definition eines „annähernden“ Gleichrichters zu ge-
nügen, die Summe aller ungeraden Potenzen der Reihe nahezu gleich
der Summe aller geraden Potenzen sein. Die ungeraden Putenzen
wechseln nämlich das Vorzeichen, wenn die Spannung negativ wird,
während die geraden Potenzen dies nicht tun. Wenn daher ihre
Summen einander nahezu gleich sind, werden sie sich für negative
Spannungen nahezu gegenseitig aufheben, und die Reihe wird nur für
positive Spannungen groß sein. Wenn also y die Stromstärke und v
die Spannung ist, wird die Charakteristik unseres Annan ruden Gleich-
richters dargestellt durch:

y=zav+wvV+av’+a,vVi+..., (1}
mit der Bedingung, daß, wenn v positiv ist,
a v+ avta vr... =,V”+tavV+avV+...+4 0

ist, wo A eine von v abhängige kleine Größe ist.

Weiter wollen wir, um den einfachsten und günstigsten Fall zu
behandeln, die Koeffizienten a, alle als positiv annehmen; d. h. wir
wollen annehmen, der Detektor habe eine Charakteristik, in welcher
innerhalb eines gegebenen Bereiches die Stromstärke mit zunehmender
positiver Spannung immer rascher und rascher anwächst.

Wir wollen nun annehmen, es werde infolge der alleinigen Wirkung
der empfangenen Signale dem Detektor eine einfache harmonische EMK.
e sin pt aufgezwungen. Der resultierende Stront wird werden:

y = a esinpt+ta,e’sin’pt+a,esin’pt+ - =». (3)
Bedenken wir, daß
1
sin? 0 = Eu — cos 20),
. 1
sind = 7 — (3 sin 0 — sin 3 0),
; 1 A
sint 0 = 5 (8 — 4 cos 2 Ô + cos40),

usw.

Mitteilungen aus der Praxis. 457

ist, so erhalten wir:

Yy = a, esinpt +, -a e (1 — cos 2 pt) +
1 ; À |
+ gs (8 sinpt — sin 3Sph +

1 A
+ -g 44 e (3 — 4 cos 2 pt + cos 4 pt)+

+ Š a (10 sin pt — 5 sin 8p t +sin 5 pi) +
1
+ 359 e° (10 — 15 cos 2 pt + 6 cos 4 p t — cos 6 pt) +
E E dh Eaa en ee a S E
Eo op aou a ea e ae a e a Hea e a a a a a (4)

Ordnen wir die Glieder dieser Reihe nach der Periodizität, und
bezeichnen wir den Strom von der Frequenz O mit yọ, jenen von der

p i f
Frequenz —- mit y_, so finden wir:
requen 2n ™ Yp ;

1 3 3x5 3X5X7
3 ,,8x5
Yaa inpia eti me taigis eTa ie (6)

Die Gleichungen (5) und (6) sind allgemeine Formeln für die
Berechnung des gleichgerichteten Stromes und des Radiofrequenzstromes.
die durch einen einfachen Detektorkreis von bekannter Charakteristik
fließen. Es ist zu beachten, daß diese Formeln von keiner der An-
- nahmen abhängig sind, die wir über die Gestalt der Charakteristik
des Detektors gemacht haben.

Um die Vorstellung festzulegen, wollen wir nun annehmen, es
genügten zehn Glieder unserer Reihe (1) zur Darstellung der Charak-
teristik des Detektors. Das letzte Glied in der Klammer in der weicHung
(5) wird dann lauten:

3X5X7XxX9I

SAINTA 01009,
4x6x8 x 10 10 pe oS

und das letzte Glied in der Klammer in der Gleichung (6) wird
0,492 a,e® sein. Da die Koeffizienten a, positiv sind, erhalten wir

somit die folgenden Ungleichungen:
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 30

458 Mitteilungen aus der Praxis.

a, + atte H aoe >a,e’ ++ + +0,492 ao €"
> 0,492 (a, e? +a,e +: + ageh,

ae +a ebte +we>ae +04 + 0,492 a, e’
> 0,492 (a e + ae +... +ae)).

Wenn wir nunmehr unsere Annahme über die Gestalt der Charak-
teristik einführen, nämlich die Beziehung (2), so folgt, daß die Klammern
in den Ausdrücken (5) und (6) von derselben Größenordnung sein müssen.
Mithin können wir, wenn wir die Amplitude von Yp mit 2, bezeichnen,
in roher Annäherung schreiben:

1
H= Y, (roh). (7)
Für den Fall des „vollkommenen“ Gleichrichters hingegen hatten wir
gefunden:
2 A
er Y „ (angenähert).

Mithin liefern die ganz verschiedenen analytischen Verfahren Er-
gebnisse von derselben Größenordnung, und da wir auf Grund unseres
Begriffes vom „annähernden“ Gleichrichter dies aus physikalischen
Überlegungen erwarten mußten, so liefert der Vergleich eine ausge-
zeichnete Probe auf die mathematischen Ableitungen.

Wir wenden uns nunmehr dem Verhalten des Heterodynverfahrens
bei seiner Anwendung im Verein mit einem „annähernden“ Gleichrichter
zu und nehmen an, daß dem Detektor eine lokale EMK. E sin gt auf-
gezwungen werde, und daß diese gegenüber der empfangenen EMK.
esin pt groß sei. Die Spannung v in der Reihe (1) wird jetzt Esin gt + esinpt.
Bei der binomialen Entwicklung der Ausdrücke (E sinq t + esin p t
liefern zwei Glieder eine hinreichend enge Annäherung, da wir e/E
als klein annehmen. Es ergibt sich somit in diesem Falle für die
Stromstärke:

y = a (Esingt + esinp i +

: + a (E? sin? qt + 2 Eesingtsinpi) +
+ a, (E? sin? gt + 8 E?e sin? qt sin pt) +
+ a, (E* sint qt +4 E’e sin? qtsin pt) +
+ e. e o >œ Tia e ap d a e a a +

Mitteilungen aus der Praxis. 459

Entwickeln wir die Glieder sin“ gt und sin*-—! qg tsin pt nach wohl-
bekannten oder leicht abzuleitenden Formeln in Polynome mit mehr-
fachen Winkeln, so erhalten wir:

y = a, {Esingt + esinpt! +

+ Ar E?(1 — cos2gt) — Ee [eos (4+p)t — costa— pl | +

+ | (8 singt — sin? q t)
+ È. E e[sin (2 g — pt — sin (2 q +p)t + 2sinpt]} +

| 3 1 1 \
ra, [zs + — 2 COS agtt 7 cos 4 1t)

+E’e 6 cos (p—g)t — -5 0s (p + pt

1 | 1
-zesq nt+ za) -+

KOPETE ee.

1
Fassen wir alle Glieder mit der Frequenz In (p — q) unter der

Bezeichnung y

e. . 1
zusammmen und jene mit der Frequenz —-p unter
P= 2n

der Bezeichnung y,, so ergibt sich:
aE +.. } ecos(p—a)t, (10)

+ LELEN E+.. lesinpt. (11)

Die Gleichungen (10) und (11) sind unabhängig von allen An-
nahmen, die wir über die Gestalt der Charakteristik des Detektors
gemacht haben, und sind daher allgemeine Formeln für die Berechnung
der Stromstärken des Schwebungsfrequenzstromes und des empfangenen
Radiofrequenzstromes, die durch einen bekannten Heterodyndedektorkreis
fließen, wenn die lokale EMK. im Vergleich zu der empfangenen groß ist.

30*

460 Mitteilungen aus der Praxıs.

Nehmen wir wieder an, daß zehn Glieder der Reihe genügen,
so wird das letzte Glied in der Klammer des Ausdrucks (10) 2,46 a,, £’
und jenes im Ausdruck (11) 2,46a, E°. Somit ergeben sich die Un-
gleichungen:

3
a Eta E+. +a,.E’< a, E +5 4 E? + -+2,46 a, E’

<246(, E+a, P+- Han E (12)

3
ata E+: -- +4E< a +g E + + 2,46 a, E°
< 2,46 (a, +a, E? +. - +a E’). (13)
Ferner erhalten wir aus (2):
a +a E’ + a E+.. -=q,E+a,E’+a,E’+- T 7” (14)

Da nun die Neigung der Kurve in Fig. 4 im Anfangspunkte gering
ist, wird z eine kleine Größe und daher (a, + ap E? - - .) nahezu

gleich (a, E+ a, E’ + - + .) sein. Aus (12), (13) und (14) folgt
daher, daß die Klammern in (10) und (11) von derselben Größenordnung
sein müssen. Bezeichnen wir also die Amplitude von y mit Y „ und
jene von y,_, mit Y,_,, so können wir in roher Annäherung schreiben:

Y, + Y,(rob) (15)

Wir haben zwar eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Gliedern
der Reihe (1) benutzt, um das Ergebnis (15) zu erhalten, aber dessen
Richtigkeit würde selbst dann nicht beeinflußt werden, wenn es er-
forderlich sein würde, viel mehr Glieder zu benutzen. Wir können
auch sicher sein, daß in allen praktischen Fällen die Charakteristik des
Gleichrichters durch verhältnismäßig wenige Glieder ganz genau spezi-
fiziert werden kann.

Eine Vergleichung von (15) und (7) zeigt, daß bei gegebenem
Y_, d.h. bei einer gegebenen Energiemenge der empfangenen Frequenz
im Detektorkreise (und das ist die einzige richtige Grundlage für eine
Vergleichung) das Heterodynverfahren in roher Annäherung eine doppelt
so hohe Stromstärke der hörbaren Frequenz und mithin viermal so
viel Energie liefert wie das „Auflösungsverfahren‘“, wenn der Detektor
ein „annähernder‘“ Gleichrichter ist. In diesem Sinne, aber nur in
diesem Sinne, ist die vierfache Verstärkung durch das Heterodynver-
fahren abermals nachgewiesen worden. Sofern nämlich die dem Schwin-
‚gungskreise entzogene Energie der empfangenen Frequenz nur ein

Mitteilungen aus der Praxis. 461

kleiner Bruchteil der gesamten empfangenen Energie sein darf, beweist
das Ergebnis (15), daß einerlei, wie groß die örtliche Heterodyn-
stromstärke sein mag, die Energie beim Ansprechen immer
kleiner sein muß, als die im Signal enthaltene Energie.
Die dieser Analyse zugrunde gelegte Annahme der in Fig. 4
wiedergegebenen Charakteristik des „annähernden“ Gleichrichters bringt
das Beste zur Geltung, das diese beiden Verfahren zu leisten vermögen.
Im Allgemeinen haben indessen praktische Gleichrichter keine so scharfe
Krümmung im Anfangspunkte, wie wir hier angenommen haben, d. h.
sie richten starke Ströme viel besser gleich als schwache. Mitbin
werden die Abweichungen der praktischen Charakteristiken von der
Bedingung (2) den Wirkungsgrad der „Auflösungsverfahren“ weit stärker
verringern als jenen des Heterodynverfahrens. Aus eben diesem Grunde
erhält man mit dem Heterodynverfahren eine beträchtlich höhere Ver-
stärkung als eine vierfache, wie es Herr Armstrong in seiner Arbeit
sehr klar nachgewiesen hat. Kurzum, der tatsächliche Vorteil des
Heterodynverfahrens liegt, abgesehen von der Erzeugung eines musi-
kalischen Tones, in einer wirksameren Verwendung der Detektorcharak-
teristik. als ohne dies Verfahren möglich ist. |
Die in der vorliegenden Arbeit enthaltenen Ergebnisse werfen
keinerlei schlechtes Licht auf das Heterodynverfahren an sich, sondern
nur auf die Theorien, die den Nachweis zu erbringen beanspruchen,
daß sich mit ihm mehr leisten ließe, als die Naturgesetze gestatten.

Zusammenfassung.

Es wird dargetan, daß in einem einfachen Empfangssystem selbst
mit einem „vollkommenen“ Gleichrichter, wie er definiert wird, im
Detektorkreise mehr Hochfrequenzenergie enthalten ist, als der gleich-
gerichtete Strom besitzt. Weiter wird gezeigt, daß bei einem „voll-
kommenen“ Gleichrichter das Heterodynverfahren gerade viermal so
viel Energie beim Ansprechen liefert wie die „Auflösungsverfahren‘“,
unabhängig von der Amplitude der lokalen EMK.

Es werden die „annähernden‘“ Gleichrichter definiert. Es werden
allgemeine Formeln für die Berechnung des gleichgerichteten Stromes
und des empfangenen Radiofrequenzstromes abgeleitet, die in einem
einfachen Detektorkreise von bekannter Charakteristik fließen; ferner
allgemeine Formeln für die Berechnung des Schwebungsfrequenzstromes
und des empfangenen Radiofrequenzstromes im Falle des Heterodyns,
wenn die lokale EMK. im Vergleich zur empfangenen größer ist. Auf

462 Mitteilungen aus der Praxis. ,

Grund dieser Formeln und der Definition eines „annähernden“ Gleich-

richters wird dargetan, daß die Energie beim Ansprechen i immer kleiner

sein muß als die Energie im Signal.

| Nach Proc. Inst. Radio Eng. 5 (1), 33—42, Februar 1917, aus
dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

(Eingesandt 25. Mai 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Iklé, Zehlendorf (Wannseebad),
Milinowskistraße 31.

Untersuchungen und Verbesserungen am Parallelohmmeter.
Von E. Roux.

Zur Vergleichung der Empfänger Selektivität bei verschiedenen
Tiekerschaltungen und Ausführungen sollten Resonanzkurven aufge-
nommen werden. Da nur ein Drehspulgalvanometer zur Verfügung
stand, das auf die, einen ungleichförmigen Wechselstrom darstellenden,
Tickerströme nicht anspricht, mußte auf die sogenannte Parallelohm-
methode zurückgegriffen werden. Da zwar deren große Unzuverlässig-
keit bekannt war, aber nicht hinlänglich ihre Gründe, war vor An-
wendung zu etwaiger Verbesserung eine eingehendere Untersuchung
erforderlich.

Es seien vorerst die bei den folgenden Untersuchungen ver-
wendeten Konstanten und Versuchsschaltungen dargelegt. Parallel-
ohmmeter von Ruhstrat mit Schiebewiderstand von 0,1—10, Dekaden-
widerständen von 10—100, 100—1000 Ohm; die Werte der einzelnen
Stufen weichen oft um etwa 5°/, vom Sollwert ab. Hörer: Telefunken
EH 2, 1000 Ohm, etwa 0,2 Henry. Als Schwellenwert für das eben
hörbare Ansprechen des Hörers wurde in den Tabellen und Kurven
angenommen J „= 1:10-77 Amp. Er schwankte bei den Messungen
je nach den äußeren Umständen von etwa 5 - 10° bis 5 - 1077 und
hielt sich im Durchschnitt bei etwa 1,4-10-7. Bei einiger Übung
und Fernhaltung aller äußeren Störungen kann für eine nicht zu lange
Meßreihe eine Konstanz von + 10°/, als erreichbar angesehen werden.
Sämtliche Werte gelten für Ton 800, da der zu Messungen benutzte
Unterbrecher diese Tonhöhe gab. Die Messungsreihen der Tabellen II
und III 5, 8, 11 und die Kurven B wurden aufgenommen, indem an
die Stelle des Detektors eine mit der Tonfrequenz 800 pulsierende
Gleichstromquelle gesetzt wurde, deren Spannung durch Abzweigwider-
stände in weitesten Grenzen geregelt werden konnte. Die Spannung

Mitteilungen aus der Praxis. 463

wurde nach Einstellung des Parallelohmmeters auf den zu untersuchen-
den Wert solange nachgeregelt. bis im Hörer der Ton des Schwell-
wertes zu vernehmen war, dann mit einem Meßinstrument sehr hohen
Widerstandes in 10% Volt gemessen. Bei den Messungsreihen Tabelle II
und III 4, 7, 10 wurde mit Gleichstrom gemessen, wobei der Schwell-
wert nach dem Galvanometer eingestellt wurde; die Blindwiderstände
waren dabei durch Ohmsche derart ersetzt, daß der Gesamtwiderstand
dem der andern Versuchsreihe entsprach.

Fig. 1. Fig. 2.

In der gewöhnlichen Schaltung wird parallel zum Hörer ein ver-
änderlicher, meist nahezu selbstinduktionsfreier Widerstand gelegt, der
bis zum Verschwinden des Tones im Hörer verkleinert wird. Dies
Verfahren hat außer seiner Einfachheit nur Nachteile, wie aus vielen
früheren Untersuchungen bekannt ist und hier von neuem Gesichts-
punkte aus gezeigt werden soll.

Es seien zuerst die Schwingungselektrischen Verhältnisse des
Detektorkreises betrachtet. Parallel zum Hörerkondensator — bei
2000 cm z. B. kapazitiver Widerstand für A 3000 m = 715 Ohm —
wird durch die Einschaltung des Parallelohmmeters ein nahezu selbst-
induktionsfreier Widerstand gelegt, der durch die Meßhandlung ver-
kleinert wird (die weitere Parallellegung des Hörers mit 1000 Ohm

464 Mitteilungen aus der Praxis.

Werk- etwa 130000 Ohm Blind-Widerstand für A 3000 m kann da-
bei vernachlässigt werden.) Der resultierende Schwingungswiderstand
wird dadurch stark verringert (Tabelle I, Spalte 1, wobei die Phasen-
verhältnisse nicht berücksichtigt sind), mithin die resultierende schein-
bare Kapazität vergrößert, die Abstimmungs-, Koppelungs- und Dämpfungs-
verhältnisse des Detektorkreises und infolge davon die dem Detektor
zugeführte Schwingungsenergie geändert. | | |
Für die folgende Betrachtung der Verhältnisse des Tonfrequenz-
stromes soll zuerst die eben besprochene Änderung der schwingungs-
elektrischen Verhältnisse außer Acht
bleiben, und konstante Detektorspan-
nung angenommen werden. Durch
die Meßhandlung wird der — für
den mit der Tonfrequenz pulsieren-
den Gleichstrom resultierende — Ge-
samtwiderstand der Brücke Hörer =
Paralleloehmmeter verringert (Hörer
dabei etwa 1500 Ohm Scheinwider-
stand), Tabelle I 2, Kurve A,. Da-
raus folgt ohne weiteres eine weit-
gehende Änderung des Detektor-
stromes (Kurve B,, bei der die Ver-
hältnisse durch den vorgeschalteten
Widerstand des Galvanoıneters von
160 Ohm noch sehr gemildert sind!
Ähnliche Kurven wurden bei Messun-
gen an Empfängern erhalten). Durch
-o die Messhandlung wird also der zu
Ausgleich- Mess-Horer messende Strom in zweifacher Weise
Fig. 3. i — in bezug auf Hoch- und Mittel
frequenzvorgänge — gröblich ver-
ändert, was mit dem Wesen einer Messung gänzlich unvereinbar ist.
Aber der Unvollkommenheiten sind noch mehr! Bei Einstellung des
Schwellwertes im Hörer ist unter Vernachlässigung der
rl,
pP - Pr zu
wenn P der eingeschaltete Parallelwiderstand, T der des Hörers, K der
des Detektorkreises für die Tonfrequenz ist: die Parallellage des für
Tonfrequenz sehr hohen (89500 Ohm bei 2000 cm) Widerstandes des
Hörerkondensators kann dabei vernachlässigt werden. Die gemessene

schiebungen die Detektorspannung E, = Io

Mitteilungen aus der Praxis. 465

Spannung ist also weitgehend abhängig vom Widerstande K des
Detektorkreises; für K=0 und einen sehr kleinen inneren Widerstand
des Detektors wäre 7. B. eine Messung unmöglich, weil die Lautstärke
im Hörer von der Einstellung des Parallelwiderstandes unabhängig
wäre. Es kann daher beispielsweise u. U. kein Vergleich gezogen werden
zwischen den mit demselben Empfänger, Zelle, Hörer und Parallelohm-
meter erhaltenen Werten, wenn nur die Detektorspule anders ge-
stöpselt oder ausgewechselt und damit der Widerstand K geändert
wurde Auch ist der Meßbereich der Anordnung sehr gering und
eine Messung findet eigentlich erst auf dem unteren Teil mit der
verhältnismäßig geringsten Genauigkeit statt, wie aus deu Werten in
Tabelle II 3, 5 und Kurve C II 3 hervorgeht, die für einen praktisch
vorliegenden Fall von K = 7,5 Ohm gelten; die Werte Tabelle II 4,
7, 10 sind für einen etwas höheren Widerstand A gemessen.

Aus dem vorhergehenden erhellt deutlich, daß diese Anordnung
selbst für nahe vergleichende Messungen, insbesondere zur Aufnahme
von Resonanzkurven gänzlich ungeeignet ist, den Namen eines Meß-
verfahrens überhaupt nicht entfernt verdient. Aus dən erhaltenen Werten
ist ein Schluß auf die Detektorspannung bzw. EMK., und damit auf
die aufgenommene Schwingungsenergie nur sehr unvollkommen und
nach verwickelten Gesetzen möglich, deren nar angenäherte Bestimmung
eıne genauere Untersuchung des Detektorkreises für die gerade vor-
liegenden Verhältnisse voraussetzt. Es ist danach klar, daß Klages
und Demmler ein lineares Gesetz nicht feststellen konnten. Es mußte
daher versucht werden, möglichste Konstanz der Hoch- und Mittel-
frequenzverhältnisse zu erreichen und von den Empfängerabmessungen
unabhängig zu werden.

Als Ideal für diese Art der Messung sind die Kurven zu be-
zeichnen, die sich bei konstantem, von P unabhängigem Gesamtwider-
stande = W aus der Leitfähigkeit der Verzweigung Hörer = Parallel-
ohmmeter ergeben, also

Sie sind für Ton 800 und 1500 Ohm Hörer-Scheinwiderstand in den
Tabellen II und III 2 sowie auf dem Kurvenblatt C strichpunktiert
unter entsprechender Bezeichnung eingetragen. Auch dies Ideal ergibt
noch kein lineares Gesetz für die Hörbarkeiten! |

In dieser Richtung bedeutet bereits die Vorschaltung eines weiten
Hörers eınen erheblichen Fortschritt, der zudem noch den weiteren

466 Mitteilungen aus der Praxis.

Vorteil der ungestörten Aufnahme bzw. Kontrolle auf Störer u. A. hat.
Durch den hohen induktiven Widerstand des Hörers tritt eine Änderung
des Hörerkondensatorwiderstandes für die Schwingungen nicht mehr
ein, die Nachteile der gewöhnlichen Schaltung in dieser Hinsicht sind
also beseitigt. Auch die Änderung des Tonfrequenzwiderstandes

Br
f

TE ga ae

Fig. 4.

wird sehr gemildert und damit die des Stromes sehr verringert (Kurve
B 2) und die Messung viel unabhängiger vom Werte des Widerstandes K
(Tabelle III 3, 4, 5 und Kurve C III 8).

Weiterhin wurde die Schaltung der Meßbrücke dahin geändert,
daß sie als Abzweigwiderstand wirkt. Dadurch wurde die Änderung
des resultierenden Gesamtwiderstandes verringert und in eine steigende
verwandelt (Tabelle I 3, Kurve A 3) die Änderung des Stromes durch

Mitteilungen aus der Praxis. 467

die Meßhandlung ebenfalls verringert (Kurve B 3, 4). Durch die
steigende Widerstandscharakteristik der Brücke wird die gemessene
Detektorspannung sehr viel höher wie im Idealfall. (Tabelle II und
III 6, 7, 8, Kurven C II und IlI 6).

Schließlich wurde parallel zu den ausgeschalteten Hundertern ein

- “ir
E o e a
AA —
i
sA
vn

pie

ies
|
. t
$
<

e
J
#
r

Me ee
/
f

4 IH

Fig. 5..

Ausgleichshörer gelegt, wodurch die Konstanz des Gesamtwiderstandes
(Tabelle I 4, Kurve A 4) und damit die des Stromes (Kurve B 5, 6)
weiter verbessert wurde. Bei Vorschaltung eines Hörers kann sie als
praktisch vollkommen angesehen werden. Auch Messungen an Emp-
fängern, wobei statt des zweiten Hörers das Galvanometer und ent-
sprechender Ergänzungswiderstand vorgeschaltet war, ließen Änderungen
außerhalb der Schwankungen der Detektorenergie an sich nicht er-
kennen. Ferner kann die Annäherung an die idealen Kurven als

468 Mitteilungen aus der Praxis.

nahezu vollkommen gelten (Tabelle II und III 9, 10, 11, Kurve C II
und IlI 9), besonders wenn man die Unsicherheit der Einstellung des
Schwellwertes in Betracht zieht,

Bei dem hohen Eigenwiderstand fällt der meist verhältnismäßig
geringe des Detektorkreises (A) kaum mehr ins Gewicht und könnte
durch einen Mittelwert von etwa 10 Ohm genügend berücksichtigt
werden. |

Die Brücke ließe sich nun eichen, wenn nicht mit Änderung der
Tonfrequenz die Verhältnisse des Hörerwiderstandes zum Parallelohm-
meter sich verschöben, da dieses nahezu induktionsfrei ist. Das kann
dadurch behoben werden, daß dieses in jeder einzelnen Stufe im selben
Verhältnis wie der Hörer mit Selbstinduktion ausgestattet wird, womit
die Widerstandsverhältnisse von der Frequenz unabhängig werden. Der
Ausgleichshörer kann natürlich durch einen entsprechenden Schein-
widerstand ersetzt werden; ferner muß der Meßbrücke ein bestimmter
Hörer zugeordnet werden, auf den die gesamten Verhältnisse abge-
stimmt sind. Auch wird sich empfehlen, den Schiebewiderstand für
die Einer durch je einen Dekadenwiderstand von 0,1 und 1 Ohm zu er-
setzen.

Für den Betriebsgebrauch wird die Änderung der Schaltung vor-
handener Parallelohmmeter in die Abzweigschaltung, die man leicht
selbst vornehmen kann, genügen, da sie wenigstens im oberen Teile
nahezu proportionale Hörbarkeiten ergibt, sobald ein zweiter Hörer
vorgeschaltet ist.

Zusammenfassung: Durch eine Untersuchung werden die Ur-
sachen der früher schon von Verschiedenen festgestellten Mängel der
Paralleloehmmethode dargelegt. Die Rechnungen wurden unter den
vereinfachenden Annahmen durchgeführt, daß die Phasenunterschiede
zwischen den einzelnen Scheinwiderständen bei Bildung der Gesamt-
widerstandswerte vernachlässigt wurden; eine genaue Berücksichtigung
würde die Verhältnisse aber nicht wesentlich verschieben, wie die ver-
hältnismäßig gute Übereinstimmung der Rechnungs- und Messungs-
werte zeigt; eine quantitative Untersuchung war zudem nicht beab-
sichtigt. Auch sind die Ergebnisse der Untersuchung aus dem Grunde
nicht ganz zutreffend, weil Rechnungen und Messungen für geringen
inneren Widerstand des Detektors ausgeführt wurden, was nur für
Ticker und Schleifer einigermaßen zutrifft; je größer der innere Detektor-
widerstand wird, welcher bei Bleiglanz etwa 500—2000, Pyrit 1000
bis 3000, Perikon 10—40000 Obm beträgt, desto weniger fallen die
Widerstandsänderungen der Meßanordnung und des Detektorkreises ins

Mitteilungen aus der Praxis. 469

Gewicht und desto mehr werden die Fehler der üblichen Anordnung
gemilder. Es werden im Anschluß Verbesserungen beschrieben, die
die Zuverlässigkeit bis auf die Unsicherheit der subjektiven Einstellung
des Hörerschwellwertes der objektiven Messung näherbringt, ohne die
Handhabung irgendwie zu erschweren.

Tabelle I.

Gesamtwiderstand in Ohm.
1. der Verzweigung Hörerkondensator = Parallelohmmeter in alter Schal-
tung für A 3000 m (ohne Berücksichtigung der Phasenverhältnisse).
2. der Verzweigung Hörer=Parallelohmmeter für Ton 800 in alter
Schaltung | P-T

3. in Abzweigschaltung G = t 1000 — Pio + 100 — Pio-

4. in Abzweigschaltung mit Ausgleichhörer:
P.T T(1000 — Pioo)

ws wa 200.2 p;
4 = birt Tg 1000 — Pio | 10
| 2 | 3 | 4
1500 | (1140) | (1110)
638 | 638 | 638
566 166 | 133
482 882 | 770
380 980 155
257 1057 | 701
102,5 1102,5 | 602,5
84,7 1104,7 604,7
66,9 1106,9 606,9
| 48,4 1108,4 608,4
| 29,4 | 11094 609,4
10 9,85 9,94 1109,94 609,94
5 497 4,98 1104,98 609,98
1 1 | 1 1101 601

Vergl. auch Kurvenblatt A die entsprechend bezeichneten Kurven 2,3, 4.

Tabelle II

Detektorspannungen in 10”? Volt für den Hörerschwellwert 1.10”
Amp. bei Einstellung des Parallelohmmeters auf Werte der Spalte 1.

2. Idesalwerte aus der Leitfähigkeit der Verzweigung Hörer =
Parallelohm bei vollkommen konstantem Gesamtwiderstande

470 Mitteilungen aus der Praxis.

berechnet 3 6 9)

gemessen mit Gleichstrom
und Galvanometer

gemessen mit Tongleich-

4| alte 7| als Ab- 10| mit
Schaltung |zweigung Ausgleich

strom und Hörer 5) s a )
2 Y
a kaa E E 6 7 8 9 | 10 | 11
1110 1,516 1,516 1,58 | 1,28 1,516| 1,52| 1,86] 1,516| 1,481 17
910| 1,71 | 1,52 | 1,59 2,05 | 2,24 1,96] 1,962| 1,88| 2,03
710| 2,01 | 1,525| 1,59 | 1,47 2,775 8 2,47| 2,425) 2,76 2,37
510| 2,5 | 1,58 | 1,595 3,9 4,4 4 3,01 | 8,2 | 2,86
810 3,76 | 1,54 | 1,6 |(0,92) 6,2 5,72 2 6,55] ı 4,13 4,52) 3,83
110 9,4 | 1,605 1,69 |(0,73) 16,2 | 16,8 | 18,9 | 8,91 | 11,25) (5)
90 11.4 1,632, 1,72 19,7 | 22,2 | 20,2 | 10,82 | 14,5 | 8,7
70 14,45 | 1,667) 1,79 | 1,65 | 25 28,8 | 26,9 | 18,75 | 18 12,4
50/20 | 1,735, 1,91 34,6 | 332 | 33,6 | 19,08 | 24,6 | 18,8
80 832,9 | 1,88 | 2,1 | 1447| 57 65 53,1 | 81,45 | 41,7 | 83,8
10 | 97,2 | 2,63 | 3,36 | 1,83 | 168,6 165 |143 | 983,8 |107 (121
5 194 | 3,755 5,2 | 3,66 | 835 357 |228 (184,5 1247 1180
1 969 |12,74 |19,8 |22 |1663 — | — |9155 |— |—

Vergl. auch Kurvenblatt C die entsprechend bezeichneten Kurven II 2,
3, 6, 9; die Werte der Spalte 4 wurden mit e, die der Spalte 5
mit O eingetragen.

Tabelle III.

Detektorspannungen in 10”? Volt für den Hörerschwellwert 1.107
Amp. bei Einstellung des Parallelohmmeters auf Werte der Spalte 1
mit vorgeschaltetem 1000-Ohm-Hörer.

2. Idealwerte aus der Leitfähigkeit der Verzweigung Hörer =
Parallelohm bei vollkommen konstantem Gesamtwiderstande
berechnet 8 | 9
gemessen mit Gleichstrom 4l alte 7| als Ab- 10| mit

und Galvanometer
Schaltung |zweigung Ausgleich
gemessen mit Tongleich- 5 8 1
strom und Hörer )

| | | EE SEE Een. p

1110| 5,041 5.041 4,95 5,04! 4,98] 4,3

4
910| 568 5,5 | 5,81 6 5,84 6,25
710| 6,9 6,21] 6,45 T 6,79 8,05
510) 847 7,45) 7,32 8 8,4 i 9,1
810' 12,55] 10,25] 9,95| 11,5) 14,95 | 12 | 15,7 | 12,82! 10,85; 13

| | |

Mitteilungen aus der Praxis. 471

12 | Ideal

31,8 | 28,5 17,21 88,1 | 37,6 | 82,5 | 80,82] 30,4 | 32,6
90| 38 28,2 . 46,2 | 49,5 | 41 | 387,45) 38,8 | 87
70. 48 35,3 | 88,8 | 28,7 .58,6 | 60,2 | 51 | 47,85! 51,6 | 49
50. 66,5 | 48,2 432 | 811 | 836 | 76 65,6 | 67,5 | 57,5
30! 1095 | 784 | 75 | 65,5 133,4 |183 1120 |113 |1135 | 92

10 324 229 1206 226 395 370 | 356 320 319 326
5 | 644 456 1452 |491 | 787 — 855 635 — 642
1 13220 |2262 — — 3916 — — |3165 = —

Vgl. auch Kurvenblatt C die entsprechend bezeichneten Kurven III 2,8,6,9;
die Werte der Spalte10 wurden mit e, die der Spalte 11 mit O eingetragen.

Kurve A (entspricht Tabelle I).
Berechneter Gesamtwiderstand in Ohm der Verzweigung Hörer =

Parallelohmmeter für Ton 800

2. in alter Schaltung,

8. in Abzweigschaltung,

4. in Abzweigschaltung mit Ausgleich,
in Abhängigkeit von der Einstellung des Parallelohmmeters.

Kurve B.

Gemessene Änderung des Stromes bei konstanter Detektorspaunung
in Abhängigkeit von der Einstellung des Paralleloehmmeters.

150 sau bei vorgeschaltetem Widerstand. 1500 Ohm
Parallelohmmeter in alter Schaltung 2
in Abzweigschaltung 4
in Abzweigschaltuug mit Ausgleich 6

Auf gehen Ausgangspunkt gebracht.
Kurve C (Gruppe II entspricht Tabelte II, Gruppe III Tabelle IIl).
Detektorspannunng in Millivolt für den Schwellwert 1-10? Amp. und
Ton 800 für die verschiedenen Einstellungen des Parallelohmmeters II ohne,
III mit vorgeschaltetem Hörer
2. im Idealfalle vollkommen konstanten Widerstandes,
3. in alter Schaltung,
6. in Abzweigschaltung,
9. in Abzweigschaltung mit Ausgleich.
II 4. und III 10. gemessen mit Gleichstrom und Galvanometer = ®.
I 5. und III 11. gemessen mit Tongleichstrom und Hörer = ©.

Nachtrag.

Kurz vor Erscheinen dieser Abhandlung habe ich gelegentlich die
Widerstandsverhältnisse der Verzweigung Hörer = Parallelohmmeter
unter genauer Berücksichtigung der Phasenverhältnisse für die damaligen
Verhältnisse bei Annahme sinusförmiger Spannung berechnet; die Er-
gebnisse sind in einer weiteren Tabelle zusammengestellt, deren einzelne
Spalten mit den entsprechend bezifferten der Tab. I zu vergleichen sind.
Es ergibt sich, daß die Abweichungen nur bei den ersten hohen Ohmwerten
einigermaßen erheblich sind (bei 1110 Ohm z.B. 9,7°/,\, während der
Charakter im Ganzen durchaus der Gleiche geblieben ist. Die Verhält-
nisse werden dadurch bei der alten Schaltung noch ein wenig un-
günstiger, bei den Verbesserten günstiger. Entsprechend behalten Ta-

472 Mitteilungen aus der Praxis.

bellen und Kurven ihren Wert. Die damalige Behauptung der ge-
ringen Bedeutung der Phasenverbältnisse kann als gerechtfertigt gelten.

Ferner habe ich noch eine weitere Ausgestaltung der Form mit
Ausgleich (Fig. 3) ausgearbeitet, bei der mit Hilfe geeignet bemessener
Ausgleichs-Stufenwiderstände die Widerstandsschwankungen unter 1°/,
berabgedrückt sind; zugleich ist der Gesamtwiderstand der gleiche
wie der des allein eingeschalteten Hörers. Die Angaben dieser Form
sind also von den Widerstandsverhältnissen im Detektorkreis ganz un-
abhängig und können in Eichkurven niedergelegt werden.

Tabelle zum Nachtrag.

Zu vergleichen mit den gleich bezifferten Spalten der Tabellal. Gesamt-
Scheinwiderstand in Ohm der Verzweigung Hörer = Parallelohmmeter: 2 in
alter Schaltung, 3in Abzweigschaltung, 4in Abzweigschaltung mit Ausgleich.

5 Phasenverschiebung des Stromes in der Verzweigung Hörer =
parallelliegende Ohm (Meßwerte).

a umgekehrtes Verhältnis der Meßwerte.

Verhältnis der Lautstärken: b für Abzweigschaltung, c mit Aus-
Eia di M eam oninia Mos d oo oo d im Falle ganz konstanten Wider standes (Ideal). _

AR a | 2 | 8 | 4 ZEUESEHEREREEND HM e a 5! b | c d
| 1500 - | — low.
| 1l 9,1 2,14
1110 | 700 | wo jo 140 | |
1,221 ` 1275 122 | 1,145
910 616 718 | 750 41°50 |
1,28 | 13 — 119 1,16
710 528 $71 | TW 40°20" | :
1,39 1,49 ` 1,80 ` 1,36
510 408 955 | 740 37°50
1,645 | 156 1,38 1,44
310 271 | 1037 | 682 330 Ä
2,82 | 274 23 2,68
110 105 | 1100 | 600 20°20 | |
1,221 121 | 121 1,21
90 86,6 | 1102,5 | 602,7 | 17045’ |
1,285 1,28 | 1,28 1,28
710 68 | 1105,6 | 605,7 | 14058’
1,4 1,395 1,895 | 1,89
50 48,9 | 1108,8 | 608,4 | 11028’
1645 1,645 1,65 1,65
30 29,7 | 1109,8 | €09,83 | 7°35
3 | 2,96 2,96 2,96
101... 9,97) 1109,95] 609,95 | 2043
2 2 2 2
5 5 |1105 | 605 © Pa- ns
5 ; | 5 5 5
1| 1 |1101 |601 = |

(Bingaanii 8. September 1917.)
Adresse des Autors: cand. ing. E. Roux, Leutnant d. R. z. Zt. Cöln-Riehl,
Pionierstr. 18.

Briefe an die Redaktion. — H. Eales: Patentschau. 473

Briefe an die Redaktion.

(Für die Veröffentlichungen in dieser Rubrik übernimmt die Redaktion keinerlei Verantwortung.)

In der interessanten Arbeit von Herrn Paul Ludewig im Jahrbuch
Band 12, Heft 2 vom August 1917 sind auf S. 143 ff. die verschiedenen Er-
klärungsversuche für den Unterschied der Empfangslautstärke bei Tag und
Nacht von Marconi, Fleming, Kiebitz, Kenelly u.a. wiedergegeben.
Leider teilt Herr Ludewig keine Kritik dieser einzelnen Theorien mit und
vermeidet es auch, eine eigene Anschauung hierüber zu geben.

Offenbar liegen die Verhältnisse so, daß die Heaviside-Schicht nicht
plötzlich am Tage sich bildet und des Nachts, nach Aufhören der Sonnen-
bestrahlung der Erdatmosphäre plötzlich wieder vollkommen verschwindet.
Auch erscheint es nicht wahrscheinlich, daß am Tage außerhalb der Hesvi-
side-Schicht sich eine halbleitende Zwischenschicht bilden soll. Herr Fritz
Löwenstein gibt in seiner Arbeit (gleichfalls Jahrbuch, Band 12, Heft 2,
S.156 ff.) ein anschauliches Bild über die wahrscheinlichen Leitfähigkeiten
der verschiedenen Atmosphärenschichten und kommt hierbei zu dem Schluß,
daß die oberen Sauerstoff-Stickstoffschichten (Stratosphäre, 11 km bis 75 km)
besonders gut leitend sein müssen, wobei es noch vollkommen dahingestellt
sein mag, ob diese leitenden Schichten bereits bei 11 km oder erst bei zirka
75 km beginnen. Es können daher die erstaunlichen Verschiedenheiten in
der Leitfähigkeit der Atmosphäre und die hierdurch bedingten Intensitäts-
schwankungen bei Tag und Nacht eine Erklärung finden, indem man diese
oberen, gut leitenden Sauerstoff-Stickstoffschichten in ihrer Höhe nicht als
konstant ansieht, sondern vielmehr annimmt, daß dieselben unter dem Ein-
fluß der Sonnenbestrahlung eine Vergrößerung ihres Abstandes von der Erd-
oberfläche erfahren, welche sofort auf den normalen Abstand zurückgeht,
sobald die Sonnenbestrahlung aufgehört hat, mit anderen Worten: es wird
der Leitungsraum für die Fortleitung der Wellen am Tage größer sein, als
des Nachts, wodurch es sich zwanglos auch erklären würde, daß die
Schwingungen kleinerer Wellenlängen am Tage eine größere Absorption
erleiden würden, als Nachts, wo der Leitungsraum der Schwingungen ein
kleinerer und somit die Zerstreuungsmöglichkeit eine geringere ist.

Wien VIII, Friedrich Schmidtplatz 5, 20. September 1917.
Dr. Eugen Nesper.
(Eingesandt 20. September 1917.)

Patentschau.
Von H. Eales.

Gemäß der britischen Patentschrift 8926/1915 der Marconis
Wireless Telegraph Co. und von G. M. Wright in London werden
drahtlose Empfangssysteme mit Strombegrenzungseinrichtungen versehen,
so daß die von atmosphärischen Störungen herrührenden Geräusche ver-

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 31

474 H. Eales.

ringert werden und nicht mehr die den zu empfangenden Signalen
entsprechenden Töne übertönen. Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist
A eine Vakuumröhre, deren Glühdraht B nur bis zu einem solchen

Fig. 2.

Patentschau. 475

Grade erhitzt wird, daß keine Verstärkung eintritt; diese Vakuum-
röhre ist zwischen den Luftleiter H und den Empfänger K zwischen-
geschaltet. Auf diese Weise werden Ströme, die von atmosphärischen
Störungen herrühren, auf die Größenordnung der zu empfangenden
Signale herabgemindert. Ferner ist eine Spule L im Stromkreis F
angeordnet, die mit der Spule I derart zusammenwirkt, daß keine
Signale, mögen sie auch noch so stark sein, die Röhre vermöge
ihrer Kapazität durchfließen können, wenn nicht der Glühdraht der
Röhre erhitzt ist. Der Elektro-
nenstrom wird hauptsächlich
längs eines engen Pfades mit
Hilfe eines Magneten geführt,
und nur ein Teil des Glüh-

drahtes ist mit Elektronen aus- F
sendenden Material bedeckt. Bei
einer abgeänderten Ausfübrungs-
form dieser Anordnung werden
die Signale daran gehindert, die
Röhre vermöge ihrer Kapazität
zu durchfließen und zwar mittels
der Kondensatoren M und einer
Drosselspule N mit parallel ge-
schaltetem Kondensator O ge-
mäß der Schaltung nach Fig. 2.
Bei der Anordnung nach Fig. 3
wird der Glühdraht der Vakuum-
röhre A ebenfalls nur soweit
erhitzt, daß nur eine ganz kleine
Verstärkungswirkung eintritt,
und es werden sowohl der
Schwingungskreis F als auch der Schwingungskreis I so mit dem
Luftleiter gekuppelt, daß der effektive Widerstand des Luftleiters ver-
ringert wird, wie dies z. B. bereits in der britischen Patentschrift
13636 vom Jahre 1913 beschrieben worden ist, über die bereits im
Jahrbuch, Bd. 11, S. 226—228 berichtet worden ist. Der natür-
liche Widerstand des Luftleiters wird durch den Widerstand P soweit
vergrößert, daß die von atmosphärischen Störungen herrührende An-
tennenströme gedämpft werden. Infolge der engen Grenzen, innerhalb
deren die Vakuumröhre eine Verstärkungswirkung besitzt, wird der
Widerstand P für die schwachen Signale neutralisiert, jedoch nicht für

31*

Fig. 3.

476 H. Eales.

die stärkeren Ströme atmosphärischer Störungen.. Durch Verwendung
zweier Vakuumröhren in Hintereinanderschaltung kann die Verstärkungs-
wirkung verdoppelt werden, ohne die Begrenzungswirkung der An-
ordnung zu beeinträchtigen, so daß der Widerstand P soweit vergrößert
werden kann, um die atmosphärischen Störungen zu verringern
Marconis Wireless Telegraph Co. Ltd. und G. M. Wright be-
schreiben ferner in der britischen Patentschrift 8927 vom Jahre 1915 eine
Anordnung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung und Regelung des Vakuum-
grades von Vakuumröhren. Diese Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.
Die Röhre enthält einen Ansatz DB, der mit dem Röhreninnern in Ver-

Fig. 4.

bindung steht und ein Stück Asbest oder anderes gasokkludierendes
Material enthält; dieser Röhrenansatz wird durch die ihn umgebende
Spule D erhitzt; der Heizstrom wird durch Relais MJ ein- und aus-
geschaltet, von denen das letztere in Reihe mit den Glühdraht und
dem Gitter liegt und vorzugsweise nach der Galvanometertype gebaut
ist. Auf diese Weise wird das poröse Material im Röhrenansatz B
erhitzt, sobald das Vakuum soweit gestiegen ist, daß der Strom im
Gitterstromkreis unter einem bestimmten kritischen Betrag sinkt, die
der maximalen Empfindlichkeit der Röhre entspricht. Gemäß den An-
gaben in der Provisional Specification dieser Patentschrift kann die
Regelung auch durch Bewegung der Widerstandsspule erfolgen.
Verstärkungsschaltungen mit Audionröhren in Kaskadenschaltung

Patentschau. 477

betreffen ferner die amerikanischen Patentschriften Nr. 1159307 von
W. C. White in Schenectady, V. St. A. und Nr. 1173079 von Ernst
F. W. Alexanderson, ebenfalls in Schenectady. Da diese aber im
Wesentlichen übereinstimmen mit der bereits in den vorigen Heften
behandelten deutschen Patentschriften 299301 und 293539 (Jb. 12,
S. 413 u. S. 313) und mit dem ebenfalls bereits behandelten britischen
Patent 15778 vom Jahre 1914 von Langmuir (Jb. 12, S. 305), so
soll hierauf nicht mehr eingegangen werden.

Ferner beschreiben Lee de Forest und C. Logwood in New
York in der amerikanischen Patentschrift 1170881 Audiondetektor-

schaltungen für Empfang elektrischer Schwingungen. Fig. 5 zeigt
eine Schaltung mit einfachem Audionverstärker, Fig. 6 und 7 dagegen
solche mit Doppel-Audionröhren, d. h. solchen mit einer Glühkathode,

478 H. Eales.

zwei Anoden und zwei Gittern. Bei Fig. 5 ist K eine Drosselspule
um die Stromquelle B vor den Hochfrequenzschwingungen, die in dem
Schwingungskreise SC, erzeugt werden, zu schützen.

Eine andere Audiondetektorschaltung von Lee de Forest zeigt
Fig. 8 nach der amerikanischen Patentschrift 1201272. Bezweckt

Fig. 8.

wird mit dieser Schaltung, als Stromquelle für den Anodenstromkreis
an Stelle der sonst üblichen Batterie eine Dynamomaschine verwenden
zu können. 17 und 18 sind die Pole dieser Dynamomaschine; in die
Zuleitungen von dort zum Anodenstromkreis sind Drosselspulen 1 und
2 mit Eisenkernen eingeschaltet und zwar liegen diese Zuleitungen an
den Klemmen des Kondensators 3 von 1 bis 2 Mikrofarad Kapazität.
4 ist ein Potentiometerwiderstand von 5000 bis 25000 Ohm beispiels-
weise in Gestalt eines Graphitstabes, mit Schleifkontakt 5 und Konden-
sator 6. Der Zweck dieser Drosselspulen und Kondensatoren ist
Störungen induktiver Natur, die von der Stromquelle aus herrühren
können, zu vermeiden.

Endlich soll noch die amerikanische Patentschrift 1112655 von

Patentschau. 479

G. W. Pierce in Cambridge, Mass., V. St. A. erwähnt werden, der
eine Reihe von Audionschaltungen mit Kaskadenanordnung mehrerer
Audionröhren beschreibt. Fig. 9 zeigt eine dieser Schaltungen mit

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Fig. 9.

den Audions V, und V,, und Fig. 10 zeigt eine andere Schaltung,
bei der die beiden Audions in einem einzigen Gefäß vereinigt sind.
Die Schaltungs- und Wirkungsweise erscheint an Hand dieser Figuren

Fig. 10.

ohne weitere Erläuterung verständlich, sodaß sich ein näheres Ein-
gehen hierauf erübrigt.

Hiermit sollen zunächst die Audion-Empfängerschaltungen
verlassen werden, und es soll auf die Schaltungen eingegangen werden,
bei denen diese Kathodenstrahlrelais zur Erzeugung unge-
dämpfter Schwingungen, insbesondere für die Zwecke des

480 H. Eales.

Aussendens drahtloser Wellen und Signale benutzt werden,
übergangen werden.

Da ist zunächst die bereits früher behandelte britische Patent-
schrift 252 vom Jahre 1914 und die ebenfalls behandelte französische
Patentschrift 467747 von Arco und Meißner bezw.der Gesellschaft
für drahtlose Telegraphie in Berlin zu erwähnen. Außer den
bereits erwähnten Verstärkern und Empfängerschaltungen ist dort die
Verwendung der Kathodenstrahlrelais zur Erzeugung von Schwingungen
dargestellt. Fig. 11 zeigt diese Schaltung, die zur direkten Erregung
einer Antenne dient. 31 ist ein geschlossener Schwingungskreis, be-
stehend aus der Kapazität 29 und der Induktanz 30. Letztere ist

Fig. 11.

induktiv gekoppelt mit der Spule 8, die einerseits mit der Glüh-
kathode 2 und andererseits über die Leitung 7 mit dem Gitter 4 ge-
koppelt ist. Der Schwingungskreis 31 ist auf der einen Seite mit der
Kathode 2 über die Gleichstrommaschine 10 und auf der anderen
Seite über die Leitung 9 mit der Anode 3 verbunden. Wenn der
geschlossene Schwingungskreis 31 auf irgendeine Weise zu Eigen-
schwingungen angestoßen wird, z. B. durch Ladung des Kondensators
29 durch Einschalten der Stromquelle 10, wirken diese Schwingungen
über den Kreis 7 auf die Steuerelektrode 7 (Gitter) zurück; hierdurch
werden im Anodenkreis 9 stärkere Schwingungen erzeugt und so
findet eine wechselseitige Steigerung der Schwingungen statt, die nur
eine Grenze in dem Energieverlust findet, der entweder in der Röhre
selbst, oder in der Ausstrahlung von Energie bedingt ist. Die

Patentschau. 481

Frequenz der Schwingungen wird durch die elektrischen Konstanten
des Schwingungskreises 381 bestimmt und kann durch Einstellen des
Kondensators 29 geregelt werden. Da die Röhre nur Ströme -einer
einzigen Richtung, nämlich nach der Kathode zu, durchfließen, fließen
im Kreise 9 nur unipolare Strompulse. Die Energie der Schwingungen
hängt von der Spannung der Stromquelle 10 zwischen der Anode 3
und der Kathode 2 ab. Man erhält daher umso stärkere Schwingungen,
je höhere Speisespannungen man wählt. Ist die Stromquelle eine
Gleichstromquelle, so entstehen ungedämpfte Schwingungen. Man kann

Fig. 12.

aber auch Wechselstrom als Speisestrom verwenden, nur muß man,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Transformators, dafür
sorgen, daß die Spannung genügend hoch ist. Die Schwingungserzeugung
tritt auch ein, wenn man Wechselstrom niedriger Frequenz als Speise-
strom verwendet, nur entstehen dann keine ungedämpften Schwingungen,
sondern Gruppen von Schwingungen, da nur in den Periodenhälften,
wo an der Anode positives Potential herrscht, Schwingungserzeugung
auftritt. Es entstehen also Schwingungsgruppen, deren Gruppenfrequenz
gegebenenfalls Toncharakter hat. Um ununterbrochene Schwingungen

482 H. Eales.

auch bei Wechselstromspeisung zu erhalten, verwenden Arco und
Meißner zwei Kathodenstrahlenrelais, die derart parallel geschaltet
sind, daß während der einen Wechselstromhalbperiode des Speisestromes
die eine Röhre arbeitet und während der anderen Wechselstromhalb-
periode die andere Kathodenstrahlröhre. Fig. 12 zeigt diese Anordnung.
Die Kathode 2 und die Hilfselektrode 4 des einen Relais 1 sind durch
die eine Leitung 7, und die Kathode 2° und das Gitter 4’ des anderen
Relais 1° durch die Leitung 7’ mit der Koppelungsspule 8 verbunden,
während die Anode 3 der ersten Röhre und die Kathode 2° der zweiten
Röhre durch einen gemeinsamen Leiter 32 an die eine Klemme der
Wechselstrommaschine 33 und die Kathode 2 und die Anode 3° der
beiden Röhren durch einen zweiten gemeinsamen Leiter 34 verbunden
und über den geschlossenen Schwingungskreis 31 nach der anderen
Klemme der Maschine 33 führen. Auf diese “Weise kann der Strom
der Maschine 33 während der einen Wechselstromhälfte durch die
eine Röhre und während der anderen Wechselstromhälfte durch die
andere Röhre fließen. Fig. 13 endlich zeigt eine andere Schaltung

Fig. 13. | Fig. 15.

mit 2 Gittern 85 und 36; diese Gitter können auch gemäß Fig. 14
kammartig oder gemäß Fig. 15 spiralförmig ineinandergreifend ange-
ordnet werden.

Lee de Forest beschreibt in der amerikanischen Patentschrift
1201271 und in der britischen Patentschrift 100959 Ausführungs-
formen von Vakuumentladungsröhren, von denen in Fig. 16—19
mehrere dargestellt sind und die insbesondere dazu bestimmt sind,
elektrische Schwingungen von beträchtlicher Stromstärke zu führen.
Das entlüftete Glasgefäß 7 des Audions ist innerhalb eines zweiten
Gefüßes 6 angeordnet, welches entweder entlüftet oder mit einer ge-

Patentschau. 483

eigneten Flüssigkeit, wie z. B. Quecksilber, Castor- oder anderem Öl,
oder Glycerin gefüllt ist und gleichzeitig dazu dient, die Wärme aus
dem Vakuumgefäß abzuleiten. Sowohl die Röhre 7 des Audions selbst
als auch das äußere Gefäß 6 können aus Metall bestehen. Gegebenen-
falls kann auch eine hitzebeständige Emailleschicht angewendet werden,
um das Gefäß gasdicht zu erhalten. In einer Ausführungsform ist
gemäß Fig. 16 das Audiongefäß 7 und das äußere Gefäß 6 aus Stahl
und von elliptischem Querschnitt (Fig 17) und beide Gefäße werden
durch Zwischenkörper 8 im gegenseitigen Abstand gehalten. Eine
Scheibe 9 aus Glas oder anderem Isolationsmaterial, welches von der
Flüssigkeit bedeckt ist, ruht
auf der Flantsche des Audion-
gefäßes und ist mit Röhre 10,
11, 12 aus Glas Oder der-
gleichen ausgerüstet, um die
Einführungsdrähte zu halten

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s4,

U)
Ay

auch das untere Ende der

42 34 aain und das Gefäß entlüften und
12 F zuschmelzen zu können. Der
3 E == : Gitterdraht 14 ist auf einer
E f 79 hufeisenförmig gebogenen
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Fig. 16. o Fig. 17.

` Kathodenglühdrähte trägt. Das Gefäß 7 dient zugleich als dritte
Elektrode. Ein elektrischer Ventilator, Kühlröhre oder Schlangenröhre
mit Wasserdurchfluß können zum Kühlen des äußeren Gefäßes ange-
wendet werden. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Gefäß
des Audions an seinem oberen Ende nach einwärts abgeschrägt (Fig. 18);
es trägt dort einen kegelförmigen Verschlußstopfen 9 und ist dort
wulstförmig ausgebaucht (bei 20), um mit dem äußeren Gefäß Kontakt
zu machen. Wenn der Zwischenraum 24 gemäß Fig. 19 entlüftet ist,
soll das Audiongefäß über seine ganze Oberfläche wellenförmig gestaltet
sein, um die Wärme nach dem äußeren Gefäß abzuleiten. Die Ent-
lüftungsröhre 23 kann dabei in der Weise zugeschmolzen werden, daß
in einem nach abwärts gebogenen Absatz des Entlüftungsrohres 23 etwas

484 H. Eales.

Lötmetall eingebracht wird, welches beim Entlüften geschmolzen wird
und nach dem Erstarren einen luftdichten Pfropfen bildet.

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Fig. 19.

Fig. 18.

Lee de Forest beschreibt in den amerikanischen Patentschriften
1201270 und 1201273 andere Schaltungen für Schwingungserzeugung
mittels Kathodenstrahlrelais, von denen aus Raummangel hier nur die
Schaltungen gemäß Fig. 20 und 21 reproduziert werden können. Da

Fig. 20.

deren Wirkung hiernach leicht verständlich erscheinen werden, kann
von einer näheren Erläuterung derselben abgesehen werden.

Auch zur drahtlosen Übermittlung von Zeichen, insbesondere
Tönen wird das Audion verwendet, z. B. in der Schaltung nach Fig. 22
nach der deutschen Patentschrift 298622 der Allgemeinen Elek-
trizitätsgesellschaft, für die gemäß dem Unionsvertrage. die Priorität
auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika

Patentschau. 485

vom 18. September 1914 beansprucht ist, sowie nach der den gleichen
Gegenstand betreffenden britischen Patentschrift 21388 vom Jahre

' 1914. Hierbei wird mit geeigneten Punkten des Antennenkreises ein
Energieverbraucher verbunden, welcher aus diesem Stromkreise in

Fig. 22.

486 H. Eales.

Übereinstimmung mit den zu übertragenden Zeichen mehr oder weniger
Energie absorbiert. Bei dem in Fig. 22 dargestellten Ausführungs-
beispiel ist die Antenne 1 in der üblichen Weise geerdet und mit
einem Hochfrequenzgenerator 2 unmittelbar verbunden oder durch einen
Transformator 3 mehr oder weniger lose gekoppelt. Mit der Antenne 1
ist eine Drosselspule 4 in Reihe geschaltet, die zwecks Abstimmung
des Antennenkreises einstellbar sein kann. Die Induktanz dieser Drossel-
spule muß für die richtige Abstimmung bei kleiner Antenne ver-
hältnismäßig groß sein, woraus sich ein großer Spannungsunterschied
zwischen ihren Enden ergibt. Diese Enden sind unmittelbar mit den
Anoden 5 eines Elektronenentladungsgefäßes 6 verbunden, während
der Mittelpunkt der Drosselspule 4 mit der Kathode 7 des Entladungs-
gefäßes verbunden ist. Letzteres ist in solch weitem Maße entlüftet,
daB auch bei hohen Elektronenspannungen der Stromfluß zwischen den
Elektroden nicht von einer sichtbaren Folgeerscheinung einer Gasioni-
sierung begleitet ist. Während der Strom, der durch ein derartiges
Gefäß fließen kann, begrenzt ist, ist die praktisch anwendbare Spannung,
abgesehen von den Schwierigkeiten der Isolation, unbegrenzt. Die
Kathode 7 ist fadenförmig und wird durch den Strom einer Batterie 8
oder anderweitig geheizt. Ein gitterförmiger Leiter 9 umgibt die
Kathode. Wenn bei der beschriebenen Einrichtung der Antenne
Energie geliefert wird, so wird den Enden des Relais 6 eine hohe
Spannung aufgedrückt. Es fließt daher Strom von der Kathode 7 zu
der Anode 5, und zwar während der einen Halbwelle der Strom-
schwingungen zu der einen Anode, und während der nächsten Halb-
welle zur anderen Anode. Es ergibt sich somit eine andauernde Energie-
verzehrung durch die Vorrichtung. Wenn nun dem Gitter im Ver-
hältnis zur Kathode eine positive Spannung aufgedrückt wird, wird
der Stromfluß verstärkt, während er geschwächt wird, wenn dem
Gitter eine negative Spannung aufgedrückt wird. Durch Änderung
der Gitterspannung kann somit die durch das Relais aufgebrauchte
Energiemenge und demgemäß auch die von -der Antenne ausgestrahlte
Energiemenge verändert werden. Wenn gewünscht wird, die mensch-
liche Sprache oder andere Tonwellen zu übertragen, so ist hierzu nur
erforderlich, die Gitterspannung in Übereinstimmung mit den Spannungs-
schwankungen zu verändern, die durch einen Telephonübertrager 10
erzeugt werden. Der Übertrager ist in üblicher Weise mit einer
Batterie 11 versehen und mit dem Gitter 9 durch einen Transformator
12 verbunden. Ein Ende des Transformators ist nämlich mit dem
Gitter durch einen Kompensationswiderstand 18 verbunden, während

Patentschau. 487

das andere Ende mit der Kathode verbunden ist. Gewöhnlich ist es
zweckmäßig, dem Gitter 9 außer der vom Transformator 12 erzeugten
Spannung noch eine weitere Spannung aufzudrücken. Diese wird bei-
spielsweise durch eine mit den Enden des Kompensationswiderstandes
13 verbundene Batterie 14 erzeugt und durch Einstellung des letzteren
. geregelt. Um den absorbierten Energiebetrag ohne Überhitzung des
Relais 6 zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, in Reihe mit den
Anoden 4 Widerstände 15 zu schalten. Von dem dargestellten Aus-
führungsbeispiel kann in mannigfacher Weise abgewichen werden.
Wesentlich ist aber, daß zwischen den gewählten Punkten des Antennen-
kreises ein hoher Spannungsunterschied besteht. Wenn die Antenne
selbst eine so hohe Induktanz besitzt, daß zur Abstimmung nur eine
kleine Drosselspule erforderlich ist, dann kann einer der Anschluß-
punkte in der Antenne selbst gefunden werden und beispielsweise eine
Elektrode des Entladungsgefäßes mit dem äußersten Ende der Antenne
verbunden werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
ferner während beider Halbwellen Energie absorbiert; praktische Ver-
suche zeigten aber, daß die Sprache auch deutlich übertragen werden
kann, wenn nur während der abwechselnden Halbwellen Energie ab-
sorbiert wird. Dies kann mit dem dargestellten Apparat einfach in
der Weise geschehen, daß die Kathode mit dem einen Ende und beide
Anoden parallel geschaltet mit dem anderen Ende der Drosselspule
verbunden werden. '

Einen Zusatz hierzu betrifft das D. R. P. 299312, für welches
die Unionspriorität vom 5. Juni 1915 auf Grund der Anmeldung in
den Vereinigten Staaten von Amerika beansprucht ist. Die zugehörige
Schaltung ist in Fig. 23 dargestellt. Das Wesen derselben besteht
darin, daß zwischen Gitter und Kathode des Entladungsgefäßes ein auf
die Frequenz der Hochfrequenzquelle 2 abgestimmter Schwingungskreis
liegt. In Fig. 23 bezeichnet 1 wieder die Antenne, die in üblicher
Weise geerdet ist, 2 einen Hochfrequenzerzeuger, 3 einen Transformator,
durch welchen die Antenne mit dem Hochfrequenzerzeuger vorzugsweise
lose gekoppelt wird. 4 bezeichnet eine im Antennenkreis liegende
einstellbare Drosselspule. Parallel zur oteren Klemme 5 der einstellbaren
Drosselspule und dem Erdpunkt liegt das Elektronenentladungsgefäß
6 mit der Anode 7, der Glühkathode 8 und dem Gitter 9. Die
Glühkathode wird durch die Sekundärwicklung 10 gewöhnlicher Frequenz
gespeist, welcher einem Wechselstromnetz 12 entnommen wird. Der
Primärwicklung 11 des Transformators ist der regelbare Widerstand
13 vorgeschaltet, zwecks Einstellung der Kathodentemperatur. 14 be-

488 H. Eales.

zeichnet einen gewöhnlichen Telephonübertrager mit einer kleinen
Batterie 15, welcher über den Transformator 16 das Gitter 9 des
Entladungsgefäßes 6 speist. Im Gitterkreis liegt noch eine Batterie
17, durch welche die Gitterspannung auf einen passenden Wert ge-
bracht wird, und parallel zu dieser ein Kondensator 18, damit diein
der Sekundärwicklung des Transformators 16 erzeugten Ströme nicht
durch die Batterie 17 fließen müssen. Die bisher beschriebene Ein-
richtung ist im wesentlichen bereits bei der Anordnung nach dem
Hauptpatent 298622 vorhanden. Die Anode besteht aus ein oder
mehreren Scheiben von beträchtlicher Größe und das Gitter 9 aus
einer Anzahl Windungen feinen Drahtes, die auf einem Rahmen auf-

Fig. 23.

gewickelt sind und parallel zu den Anodenscheiben liegen. Die Kathode
ist ebenfalls vorzugsweise in einer Ebene parallel zum Gitter und zur
Anode angeordnet. Der Abstand zwischen diesen Teilen ist vorzugs-
weise klein und infolge dieses Umstandes besitzen sie eine beträchtliche
Kapazität. Die Anode 7 ist bei der beschriebenen Einrichtung gegen-
über der Kathode abwechselnd positiv und negativ und infolgedessen
werden auf dem Gitter 9 durch elektrostatische Induktion abwechselnd
positive und negative Ladungen induziert. Obgleich das Gitter und
die Kathode elektrisch verbunden sind, können doch die Spannungs-
differenzen zwischen ihnen infolge der äußerst raschen Polwechsel der
induzierten Ladungen zeitweise sehr beträchtlich werden, da die Sekundär-
wicklung des Transformators 16 Hochfrequenzströmen, die zwischen
Gitter und Kathode fließen, eine beträchtliche Impedanz entgegensetzt.

Patentschau. 489

Infolge dieses Umstandes kann die positive Spannung, welche auf dem
Gitter 9 induziert wird, wenn die Anode gleichfalls positiv ist, so groß
werden, daß ein genügend großer Strom durch das Entladungsgefäß 6
fließt, um von der Antenne fast, die gesamte, dem Hochfrequenzgenerator
entnommene Energie selbst dann abzulenken, wenn dem Gitter durch
den Telephonübertrager keine Spannung aufgedrückt wird. Auch sind
die durch die Sekundärwicklung des Transformators 16 erzeugten
Spannungen meistens klein im Verhältnis zu der Spannung, welche im
Gitter 9 in der erwähnten Weiso elektrostatisch induziert wird, und
erzeugen daher nur geringe Stromschwankungen im Relais 6. Um
diese Schwierigkeit zu überwinden, wird gemäß der Erfindung ein ab-
gestimmter Stromkreis vorgesehen, welcher einen Kondensator 19 und
eine veränderliche Induktanz 20 enthält und zwischen das Gitter 9
und die Kathode 8 geschaltet ist. Wenn dieser Stromkreis auf die
Frequenz der Hochfrequenzquelle 2 abgestimmt ist, bietet er der im
Gitter induzierten Hochfrequenzladung nur eine geringe Impedanz dar
und wirkt, soweit diese Hochfrequenzladungen in Betracht kommen,
wie ein Kurzschluß zwischen Gitter und Kathode. Daher befinden sich
Gitter und Kathode normal auf gleicher Spannung bis auf die geringe,
durch die Batterie 17 erzeugte Spannungsdifferenz. Der Kondensator
19 soll vorzugsweise geringe Kapazität besitzen, um den von den Ton-
wellen erzeugten verhältnismäßig niedrigfrequenten Strömen eine hohe
Impedanz zu bieten.

Ein anderes deutsches Patent der Allgemeinen Elektrizitäts-
Gesellschaft in Berlin ist das D. R. P. 294 641, ausgestattet mit der
Unionspriorität vom 6. November 1914 auf Grund der Anmeldung
in den Vereinigten Staaten von Amerika; es betrifft eine Einrichtung
zur Beeinflussung der Stärke von Hochfrequenzschwingungen für die
Zwecke der Übertragung akustischer Zeichen, z. B. für drahtlose Tele-
phonie In Figg. 24 und 25 sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.

Bei dem in Fig. 24 dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnet 1
ein Entladungsgefäß mit einer Kathode 2 aus Quecksilber und Haupt-
anoden 3 und 4 aus Graphit, Wolfram, Molybdän oder einem anderen
sehr schwer schmelzbaren Stoff. Oberhalb der Kathode 2 ist eine Anode
5 vorgesehen, von welcher, während des Betriebes der Vorrichtung
dauernd ein Lichtbogen nach der Kathode übergeht. Zur Beruhigung
dieses Lichtbogens dient eine über die Kathodenoberfläche vorragende
Spitze 6 aus Platin oder Kupfer. An Stelle der verdampfbaren
Kathode kann auch eine Glühkathode benutzt werden, die beispiels-
weise aus einer Wolframdrahtspirale besteht. Auch in diesem Fall

Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 32

490 H. Eales.

kann das Entladungsgefäß mit Quecksilberdampf gefüllt sein, welcher
von einer in der Nähe der Glühkathode angeordneten Quecksilbermasse
entwickelt wird. Anstatt oder neben dem Quecksilberdampf können

auch andere Gase, z. B. Stickstoff oder Argon, benutzt werden. Die
Anode 5 steht von den Hauptanoden 3 und 4 gleichweit ab. Ober-
halb des Lichtbogenraumes ist noch eine Kondensationskammer 7 vor-

Fig. 25.

gesehen, deren Größe so gewählt ist, daß sich der für den Betrieb am
besten geeignete Quecksilberdruck einstellt. Zur Regelung der Temperatur
kann ferner auch noch künstliche Kühlung durch ein in Umlauf be-
findliches Ölbad oder durch einen Luftstrom dienen. Der Lichtbogen

Patentsehau. 491

wird durch eine kleine Zündelektrode 8 oder auf irgendeine andere
passende Weise gezündet.

Zwischen dem von der Anode 5 nach der Kathode 2 übergehenden
Lichtbogen und zwischen den Anoden 3 und 4 ist noch ein die Ent-
ladung beeinflussender leitender Körper 9 vorgesehen, welcher im
folgenden als Gitter bezeichnet wird. Dieses Gitter besteht beispiels-
weise in einem Wolframdraht, welcher über ein zylindrisches oder
prismatisches Traggestell J oder schlangenlinien-
förmig aufgewickelt ist.

Mit 17 ist eine Antenne bezeichnet in deren Kreis eine Sekundär-
spule 18 und ein geerdeter Kondensator 19 liegen. Dem Antennen-
kreis wird von einem Hochfrequenzerzeuger 20 unter Vermittlung
einer mit der Spule 18 gekoppelten Primärspule 21 Energie zuge-
führt. Mit der Spule 18 ist ferner noch eine zweite Sekundärspule 22
gekoppelt, deren Endklemmen durch Leiter 23 und 24 mit den Anoden
3 und 4 verbunden sind. Die Kathode 2 ist über einen Widerstand
25 durch einen Leiter 26 mit einer Mittelklemme der Sekundärspule
22 verbunden. Dieser Leiter führt gleichgerichteten Strom. Der
Stromkreis 27, welcher. die Kathode 2 und die Anode 5 verbindet,
erhält eine Batterie 28, durch welche zwischen diesen Elektroden
ständig ein Lichtbogen aufrechterhalten wird. Dieselbe Batterie kann
durch Schließung des Schalters 29 zur Zündung des Lichtbogens über
die Hilfselektrode 8 dienen. Wenn der Lichtbogen zwischen den Elek-
troden 5 und 2 in normaler \Veise übergeht, dann wird durch den
Hochfrequenzerzeuger 20 Energie geliefert, und es gehen in der vom
Quecksilberdampfgleichrichter her bekannten Weise aufeinanderfolgend
Lichtbögen von den Anoden 3 und 4 nach der Kathode 2 über. Wenn
dagegen das Gitter 9 auf ein genügend hohes Potential negativ geladen
wird, dann wird das Einsetzen dieser Lichtbögen verhütet. Um sich
diese Erscheinung zunutze zu machen, wird dem Gitter ein veränder-
liches Potential aufgedrückt und hierdurch veränderliche Energiebeträge
durch das Entladungsgefäß hindurchgelassen und, da diese Energie im
Widerstand 25 aufgezehrt wird, so wird diejenige Energie, welche für
die Antenne zur Verfügung steht, um den gleichen Betrag verringert.
Auf diese Weise können die gewünschten Zeichen übertragen werden.
Der Zeichengeber besteht beispielsweise aus einem Telephonübertrager 30,
welcher über eine ÖOrtsstromquelle 31 mit der Primärwicklung eines
Transformators 32 verbunden ist, dessen negative Klemme durch einen
Leiter 33 mit dem Gitter 9 und dessen positive Klemme durch einen
Leiter 34 über eine Batterie 35 mit der Kathode 2 verbunden ist.

32*

492 H. Eales.

Die Batterie 35 ist nicht unbedingt erforderlich, ist aber vorteilhaft,
da sie das Gitter auf einem bestimmten negativen Potential hält, so daß
die durch den Transformator 52 aufgedrückten Schwingungen das
Gitterpotential auf Werte bringen, die oberhalb oder unterhalb des
Batteriepotentials liegen. Hochfrequenzströme im Kreise 33, 34 werden
durch einen Kondensator 36 und einen Widerstand 37 gedämpft. Wenn
bei der beschriebenen Anordnung durch die menschliche Stimme oder
durch andere hörbare Zeichen Schwankungen in der Leitfähigkeit des
Übertragers 30 hervorgerufen werden, dann wird ein veränderlicher
Strom, dessen Spannung im Transformator 32 hinauftransformiert
wird, der Spannung der Batterie 35 supponiert und dadurch die
Ladung des Gitters 9 verändert. Das Gitter verzögert nach Maßgabe
seiner negativen Ladung das Einsetzen der über die Hauptanoden
gehenden wellenförmigen Stromimpulse. Die während jeder Halbwelle
hindurchgelassene Energie hängt also von der Gitterspannung bzw. den
zu verstärkenden Strömen des Telephonübertragers ab. Auf diese
Weise wird ein veränderlicher Strom von der Antenne abgelenkt und
_ dadurch die von der letzteren in den Raum ausgestrahlte Energiemenge
verändert. :

Anstatt die durch das EntladungsgefäB gehende Energie vom
Antennenkreis abzulenken, ist es auch möglich, diese Energie durch
den Antennenkreis zu führen, wofür Fig. 25 ein Ausführungsbeispiel
zeigt. Hierbei ist der Hochfrequenzerzeuger 20 mit der Primärwicklung
eines Transformators 38 verbunden, dessen Sekundärwicklung durch
Leiter 39 und 40 mit den Anoden 3 und 4 des Entladungsgefäßes
verbunden ist. Die Kathode 2 ist durch einen Leiter 41 über die
Primärwicklung eines Transformators 42 mit einer Mittelklemme des
Transformators 38 verbunden. Die übrigen Verbindungen sind ähnlich
denjenigen, des früheren Ausführungsbeispieles. Wenn dem Gitter 9
vom Telephonübertrager 30 eine veränderliche Spannung aufgedrückt
wird, dann werden veränderliche Teile der wellenförmigen Stromimpulse
des Hochfrequenzerzeugers durch die Lichtbögen durchgelassen und als
gleichgerichtete Stromimpulse dem Transformator 42 aufgedrückt, dessen
Sekundärwicklung in Reihe mit der Antenne 43 liegt. Es wird daher
in der Antenne ein Hochfrequenzstrom erzeugt, dessen Frequenz doppelt
so hoch ist wie diejenige des Hochfrequenzerzeugers 20, und dessen
Stärke in Übereinstimmung mit den Schwankungen des Signalisier-
stromes schwankt. Ä

Ebenfalls eine Einrichtung zum Aussenden wellentelegraphischer
Zeichen durch Hochfrequenzströme betrifft das D. R. P. 298380 der

Patentschau. 498

Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin, für das die
Unionspriorität vom 15. Juni 1914 auf Grund der Anmeldung in den
Vereinigten Staaten von Amerika beansprucht ist. In dieser Patent-
schrift wird ausgegangen von der Anordnung nach Fig. 26. Hierin
bedeutet 1 die zum Aussenden der Zeichen dienende Antenne, die in
der üblichen Weise durch einen einstellbaren Kondensator 2 geerdet
ist. Die Ortsstromquelle zur Erzeugung der auszusendenden Wellen
wird beispielsweise von einem Wechselstromgenerator 3 gebildet, dessen
Frequenz oberhalb des Hörbarkeitsbereiches liegen soll. Der Strom-
kreis des Hochfrequenzerzeugers umfaßt außer dem üblichen Schwingungs-
transformator 4, durch welchen die Schwingungen auf den Antennen-
kreis übertragen werden, einen zweiten eisenlosen Transformator 5, der
vorzugsweise so entworfen wird, daß er eine verhältnismäßig große

Fig. 26.

Sekundärspannung liefert. Im Sekundärkreis des Transformators 5
liegen zwei Relais 6 und 7. Jedes der beiden Relais enthält eine
beispielsweise glühfadenförmige Kathode 8, eine beispielsweise scheiben-
förmige Anode 9 und einen beispielsweise gitterförmigen Körper 10
innerhalb eines hochentlüfteten Gefäßes. Die Kathoden werden durch
Ströme zum Glühen gebracht, die kleinen Batterien 11 entnommen
werden, und hierdurch veranlaßt, Elektronen auszusenden. Die eine
Sekundärklemme des Transformators 5 ist mit der Anode des Relais 6
und der Kathode des Relais 7 verbunden, die andere Sekundärklemme
umgekehrt mit der Kathode des Relais 6 und der Anode des Relais 7.
Infolge dieser Anordnung werden, obwohl jedes Relais nur Strom in
einer Richtung durchläßt, doch beide Halbwellen des Sekundärkreises
ausgenutzt. Der durch die Relais fließende Strom kann jedoch durch
Veränderung der an die Gitter 10 angelegten Spannung verändert
werden. Bei einer bestimmten Spannung ist die Empfindlichkeit der

494 H. Eales.

Relais am größten. Die Größe dieser Spannung hängt in weitem Maße
von den Abmessungen des besonderen Relais ab und kann leicht ver-
suchsmäßig festgestellt werden. Zur Erzeugung der Spannung dient
eine Batterie 12 von geeigneter Größe, die im geeigneten Sinne mit
je einem der Gitter 10 verbunden ist.

Bei der beschriebenen Anordnung fließt ein Hochfrequenzstrom
von einer bestimmten Amplitude im Sekundärkreis des Transformators 5,
und der der Antenne 1 zugeführte Strom hat gleichfalls eine bestimmte
Amplitude, die von derjenigen des im Sekundärkreis fließenden Stromes
abhängt. Durch Änderung der Spannung der Gitter 10 können im
Antennenkreis entsprechende Stromschwankungen hervorgerufen werden
und diese zum Aussenden von Zeichen irgendeiner gewünschten Art
dienen. Um durch eine solche Einrichtung Töne zu übertragen, wird
ein gewöhnlicher Mikrophonübertrager 13 in einem eine Batterie 14
enthaltenden Ortsstromkreis vorgesehen. Der Übertrager kann selbst-
verständlich von der Sendestelle weit entfernt und mit ihr durch eine
Übertragungsleitung verbunden sein. Der Übertragerkreis ist mit dem
Gitter 10 induktiv durch Transformatoren 15 verbunden, wodurch
Schwankungen in dem durch die Tonwellen hervorgerufenen Strome
entsprechende Schwankungen der Gitterspannung und diese ihrerseits
entsprechende Schwankungen in der Amplitude des Antennenstromes
hervorgerufen. Es ergibt sich hieraus, daß die Stromwellen der Antenne
nicht konstante Amplitude besitzen, sondern daß diese unmittelbar
proportional den Schwankungen der: von den Tonwellen hervorgerufenen
Ströme schwankt. Diese Schwankungen der ausgesandten Wellen können
an der Empfangsstelle durch geeignete Empfangsvorrichtungen benutzt
werden, um die Tonwellen an dem entfernten Orte zu reproduzieren.
Von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann in mannigfacher
Weise abgewichen werden. So können die beiden Elektronenentladungs-
gefäße zu einem einzigen, mit zwei Anoden und zwei Gittern vereinigt
werden. Die beiden Anoden sind in diesem Falle mit den Außen-
klemmen der Sekundärwicklung des Transformators 5 zu verbinden,
die beiden Gitter mit den Außenklemmen der Sekundärwicklung des
einzigen, an Stelle der beiden Transformatoren 15 tretenden Trans-
formators; eine Mittelklemme dieses Transformators ist mit einer Mittel-
klemme des Transformators 5 und mit der Kathode zu verbinden.
Die Übertragerströme können, falls sie zu schwach sind, zunächst durch
ein ähnliches Entladungsgefäß verstärkt werden, ehe sie induktiv den
Gittern zugeführt werden. Von den beiden Transformatoren 4 und 5
kann der eine oder andere fehlen, d. h. der Hochfrequenzerzeuger 3

Patentschau. 495

kann auch im Relaiskreis oder im Antennenkreis liegen. Er kann
aber endlich auch im Übertragerkreis, d. h. in Reihe mit dem Über-
tragerkreis 13 liegen, in welchem Falle im Relaiskreis eine Batterie
‘ geeigneter Größe oder eine andere Stromquelle vorzusehen ist.

Bei der beschriebenen Einrichtung wird ein großer Teil der vom
Hochfrequenzerzeuger erzeugten Energie im Relaiskreis absorbiert. Die
Energiemenge, die der Antenne zugeführt werden kann, ist daher durch
die Aufnahmefähigkeit des benutzten Relais begrenzt, und letztere ist
gegenwärtig durch die Schwierigkeiten begrenzt, mit welchen die Her-
stellung solcher Apparate gegenwärtig verbunden ist. Die übertragene
Energie kann vergrößert werden, indem man mehrere Relais parallel
schaltet, in welchem Falle der Energiebetrag proportional der Anzahl
der Relais wächst. Man kann jedoch, und dies bildet den Gegenstand
der Erfindung, indem man mit jedem der parallelgeschalteten Relais
einen Widerstand in Reihe schaltet und die Relais passend entwirft,
erreichen, daB die Energiemenge im wesentlichen proportional dem
Quadrat der Anzahl der Relais wächst. Diese Anordnung ist in der
Fig. 27 dargestellt. Es sind hierbei beispielsweise vier Relais, 6, 6',
6”, 6” parallelgeschaltet, und mit jedem der Relais ein Widerstand
17 in Reihe geschaltet. Von den beiden Anoden 9 jedes Relais ist
die eine mit der einen und die andere mit der anderen Außenklemme
des Transformators 5 verbunden. Die Kathoden 8 sind von Gittern 10
umgeben, die sämtlich mit einer Klemme der Sekundärwicklung des
Transformators 15 verbunden sind, dessen andere Klemme mit einer
Batterie 16 verbunden ist. Diese Batterie tritt an Stelle der Batterien 12
der Fig. 26, und es sind mit ihr die Kathoden 8 der Entladungsröhren
verbunden, jedoch an verschiedenen Punkten der Batterie, so daß die
Spannungsdifferenz zwischen Kathode und Gitter für die aufeinander-
folgenden Relais stufenweise zunimmt. Das andere Ende der Batterie
. 16, welches mit der Kathode des letzten Entladungsgefäßes verbunden
ist, ist außerdem mit einer mittleren Anzapfung der Sekundärwicklung
des Transformators 5 verbunden und ferner gewöhnlich geerdet. Vor-
zugsweise wird ein einstellbarer Kondensator 19 zu den Sekundär-
klemmen des Schwingungstransformators 5 parallelgeschaltet, doch ist
dies in solchem Falle, in welchem die. Kapazität der Relais genügend groß
ist, nicht erforderlich.

Bei dieser Anordnung schwankt wie bei derjenigen nach Fig. 26
der Strom im Antennenkreis übereinstimmend mit demjenigen im
Primärkreis des Schwingungstransformators 5 und daher auch in Über-
einstimmung mit demjenigen im Sekundärkreis des Schwingungstrans-

496 H. Eales.

formators. Die Spannung und Energie der Stromquelle 1 wird zum
Teil durch den Transformator 4, zum Teil durch den Transformator 5
aufgenommen. Die erste Teilenergie wird dem Antennenkreis zugeführt,
die zweite Teilenergie wird auf den Sekundärkreis des Transformators 5
übertragen und in diesem durch die Widerstände und Relais aufge-
zehrt und in Wärme umgesetzt, welche diese Teile erwärmt. Eine
Steigerung der dem Antennenkreis zuführbaren Energiemenge ist in-
folgedessen gleichzeitig mit einer Steigerung der in den Widerständen

ss NN INN

r Ng
k= 13

Fig. 27.

und Relais erzeugten Wärme verbunden und daher durch die zulässige
Erwärmung insbesondere der Relais begrenzt, während die Widerstände
für einen beliebig hohen Energieverbrauch gebaut werden können. Die
Erfindung ermöglicht, wie noch gezeigt werden wird, daß von der im
Sekundärkreis aufgebrauchten Energie verhältnismäßig -weniger auf die
Relais entfällt, so daß die gesamte Belastung gesteigert werden kann.

Wie bereits erwähnt wurde, wächst die Spannungsdifferenz zwischen
den Kathoden und den Gittern der aufeinanderfolgenden Relais stufen-
weise. Wenn nun im Transformator 15 eine Spannungswelle von
solcher Richtung erzeugt wird, daß sie die negative, der Batterie 16

Patentschau. 497

entnommene Spannung der Gitter 16 überwindet, so beginnt Strom
zunächst durch das Relais zu fließen und nimmt allmählich bis zu
einem Höchstbetrage zu. Wenn die Spannung der Stromquelle ge-
nügend groß ist, wird sie aufeinanderfolgend die negative Spannung
der Gitter sämtlicher Relais überwinden und es wird Strom aufein-
anderfolgend in sämtlichen Relais zu fließen beginnen. Umgekehrt
wird beim Sinken der Spannung, welche den Gittern durch den Trans-
formator 15 aufgedrückt wird, ein Relais nach dem anderen aufhören,
Strom durchzulassen, bis die aufgedrückte Spannung auf Null sinkt
und wie im Anfang kein Strom fließt. Die Relais können so entworfen,
und die an ihre Gitter angelegte Spannung kann so gewählt werden,
daß, wenn der Strom im Relais 6 seinen Höchstwert erreicht, Strom
im Relais 6° zu fließen beginnt, und wenn dieser seinen Höchstwert
erreicht hat, Strom im Relais 6” zu fließen beginnt usw. Die Relais
der dargestellten Art schwanken etwas in ihrem Verhalten, und bis-
weilen besteht Proportionalität zwischen dem durchfließenden Strom

und der dem Gitter aufgedrückten Spannung nur für einen begrenzten
Bereich. In solchem Falle kann es angezeigt sein, die Gitterspannungen
so zu wählen, daß, bevor der Strom in einem Relais seinen Höchstwert
erreicht hat, er bereits im nächsten Relais zu fließen beginnt. Auf
diese Weise kann die Gesamtanordnung so entworfen werden, daß der
die Relais durchfließende Gesamtstrom der Spannungsschwankung im
Transformator 15 im ganzen Bereich proportional ist. Wenn Strom
durch ein Relais zu fließen beginnt, dann hat es zunächst einen sehr
großen scheinbaren Widerstand, der größte Teil des Spannungsabfalles
findet daher im Relais selbst statt und das Relais hat den größten
Teil der Energie des Sekundärkreises aufzuzehren, während der vorge-
schaltete Widerstand 17 infolge der geringen Stromstärke nur einen .
geringen Spannungsabfall hervorruft und nur wenig Energie vernichtet.
In dem Maße jedoch, wie der Strom wächst, wächst gleichzeitig der
Spannungsabfall am vorgeschalteten Widerstand 17 und die von ihm
vernichtete Energiemenge, sinkt dagegen die Spannung am Relais und
der verhältnismäßige Anteil der Energie, der im Relais aufgezehrt wird.
Die größte Energiemenge wird somit, wie die Rechnung zeigt, vom
Relais vernichtet, wenn der Strom die Hälfte seines Höchstwertes er-
reicht hat und das Relais die Hälfte der Spannung vernichtet. Wenn
der Strom seinen Höchstwert erreicht, dann wird fast die ganze Spannung
des Anodenkreises durch den Widerstand vernichtet, auf das Relais
entfällt nur ein sehr kleiner Teil der Spannung, und es kann daher
der durch das Relais vernichtete Energiebetrag praktisch vernachlässigt

498 H. Eales: Patentschau.

werden. Es sei beispielsweise angenommen, daß durch den Sekundär-
kreis eine Energiemenge im Höchstbetrage von 10 Kilowatt überwacht
werden soll, welcher z. B. 0,5 Ampere bei 20000 Volt entsprechen
möge. Geschieht dies durch ein einzelnes Relais und wird eine all-
mähliche Regelung der Energie vom unbelasteten Zustand bis Vollast
bewirkt, so hat das Relais im Maximum 0,25 Ampere bei 10000 Volt,
also 2,5 Kilowatt aufzuzehren. Es muß also so bemessen sein, daß
es während der Zeit, während welcher die Gitterspannung vom Null-
wert zum Höchstwert übergeht, eine Energiemenge aufnehmen kann,
die von Null an bis auf den angegebenen Höchstbetrag ansteigt und
dann wieder bis auf Null sinkt. Es sei nun angenommen, daß ge-
wünscht wird, eine Energiemenge im Höchstbetrage von 160 Kilowatt
entsprechend 8 Ampere bei 20000 Volt zu überwachen. Wenn vier
Relais in der dargestellten Weise parallel geschaltet werden, so hat
jedes 2 Ampere aufzunehmen. Der Höchstbetrag der in einem Relais
zu vernichtenden Energie beträgt somit 1 Ampere bei 10000 Volt
oder 10 Kilowatt. Der Übergang vom Mindestbetrage zum Höchst-
betrage und wieder zum Mindestbetrage findet jedoch in jedem einzelnen
Relais in einem Viertel der Zeit statt, in der er bei Benutzung eines
einzelnen Relais auftreten würde, nämlich beim Relais 6 während der
Zeit, während welcher die Gitierspannung von Null bis auf ein Viertel
des Höchstwertes steigt, beim Relais 6° während des Steigens der Gitter-
spannung von ein Viertel bis auf ein Halb des Höchstwertes usw.
Daher trägt die von einem jeden Relais aufzunehmende Energiemenge
nur ein Viertel von 10 Kilowatt, also 2,5 Kilowatt. Diese Energie-
menge ist ebenso groß, wie im früheren Fall, obwohl das Relais nun
den vierfachen Strom führt. Es ıst also ersichtlich, daß vier Relais
derselben Kapazität die 16 fache Energiemenge eines einzelnen Relais
überwachen können. Die dargestellten Relais besitzen eine merkliche
Kapazität zwischen den Anoden. Dies führt zu einem beträchtlichen
Stromfluß durch die Relais zwischen den Anoden während der Zeit,
während welcher die Anordnung nicht zur Zeichenübertragung dient.
Es wird daher eine beträchtliche Menge Energie nutzlos in den Wider-
ständen 17 vernichtet. Um dies zu vermeiden, kann es angezeigt
sein, jedem dieser Widerstände einen Kondensator (20) parallel zu
schalten. Hierdurch werden die Hochfrequenzströme herabgedrückt,
während der gleichgerichtete Stromfluß des Relais zwischen Kathode
und Anode in keiner Weise gehindert wird. Selbstverständlich kann
der Widerstand 17 ebensogut mit der Kathode in Reihe geschaltet
werden wie mit den Anoden. Damit die Gitter 10 nicht einen un-

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. 499

nötig großen Strombetrag aufnehmen, wenn sie stark positiv werden,
können sie in Reihe mit einem Widerstand 18 geschaltet werden.

(Eingesandt 29. November 1917)
Adresse des Autors: Berlin-Lichterfelde, Roonstr. 12.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

Johannes Jegerlehner, Neutrale in Elsaß-Lothringen. Verlag Ferd.
Wyss, Bern 1917. Fr. 1.20

Max Dessoir, Vom Jenseits der Seele. (Die Geheimwissenschaften in
kritischer Betrachtung.) Verlag Ferdinand Enke, Stuttgart 1917. M. 11.—

Rudolf Stratz, Wie’s zum Weltkrieg kam. Deutscher Schriftenverlag
G. m. b. H., Berlin 1917. 2. Aufl. M. 0.20

Elektroindustrie. 1. u. 15. Oktbr., 1. u. 15. November 1917. Fachschriften-
Verlag A.-G. Zürich.

Hanns Floerke (Herausgeber), England der Feind! Beweisstücke bri-
tischen Vernichtungswillens (mit zahlreichen Karrikaturen und Tendenz-
bildern aus englischen Zeitschriften). Verlag Georg Müller, München 1917.

Wann kommt der Friede? Die Wirkungen des U-Bootkrieges in
amtlicher Darstellung. (Abgeschlossen im August 1917.) Militäri-
sche Verlagsanstalt, München 1917. | M. 0.50

Dr. Georges Chatterton-Hill, Moloch England!! Was Deutschland im
Fall eines englischen Sieges zu erwarten hätte. Irlands Schicksal als
Warnung für Deutschland. Verlag: „Das größere Deutschland‘. Dres-

den-A. M. 1.—
Sven Hedin, Bagdad — Babylon — Ninive. Verlag F. A. Brockhaus,
Leipzig. Feldpostausgabe 1917. M. 1.—

Karl Strecker, Die Telegraphentechnik. Ein Leitfaden für Post- und
Telegraphenbeamte. 6. neu bearbeitete und vermehrte Auflage. Verlag
von Julius Springer, Berlin. M. 10.—, geb. M. 11.60

Alfred Manes, Englands Seeherrschaftim Wanken. (Deutsche Kriegs-
schriften, Heft 24.) Verlag A. Marcus & E. Weber, Bonn 1917. M. 2.—

Georg Solmssen, England und wir. Ders. Verlag. 1917. 50 Pfg.

Ernst Bischoff, Die englischen und französischen Untaten auf
kolonialer Erde. Verlag Art. Institut Orell Füssli, Zürich 1917. F. 1.50

„Anklagen gegen Deutschland. Das Buch «J’accuse» u. andere Schriften“
von Karl Federn. Verlag von Ferd. Wyss, Bern. Fr. 7.50

Das Werk ist der Form nach eine kritische Besprechung verschiedener

Schriften, die die Schuld der deutschen und österreichischen Politik am

Weltkrieg zu beweisen suchten, und zwar des anonymen „Deutschen“ der

„J'accuse“ schrieb, des Schweizers Menni, des italienischen Historikers

Guglielmo Ferrero, des amerikanischen Professors Munroe Smith. Der

500 Literaturverzeichnis.

Hauptteil des Werkes ist dem Buch ‚„J’accuse‘ gewidmet und weist die
zahllosen Fälschungen und Flüchtigkeiten dieses Sensationsbuches sowie die
Unwissenheit seines Verfassers auf politischem und historischem Gebiet
nach. Es zeigt, daB das Buch „l'accuse“ im Grunde ein „Autfsitzer‘ ist,
eher lächerlich als tragisch zu nehmen. Im Gang der Kritik wird die ganze
politische Lage, die zum Weltkrieg führte, sowie der Ausbruch des Krieges
zum Teil auf Grund völlig neuen Materials beleuchtet und dar-
gestellt. Insbesondere über die Vorgeschichte des österreichischen Ultima-
tums, sowie über das Verhalten Italiens zwischen Dreibund und Triple-
Entente, über die Verhandlungen zwischen Österreich und Rußland werden
teils neue Tatsachen mitgeteilt, die jedem nicht diplomatisch eingeweihten
Leser unbekannt sein dürften, teils werden diese wichtigen Vorgänge in
ganz neuer Beleuchtung gezeigt.

Das Buch ist das Werk eines Autors, der ohne jede Gehässigkeit,
ohne nationale Voreingenommenheit schreibt, der sich mit der Geschichte
und Literatur der „feindlichen“ Staaten aufs innigste beschäftigt hat und
die europäische Kulturgemeinschaft tief empfindet, der jedoch als Jurist
und Historiker die Akten und Schriften prüft und hier seine Ergebnisse
vorlegt.

(Eingesandt 30. November 1917.)

Literaturverzeichnis.

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des aimants.

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coupling coefficient of two coaxial flat spiral coils.

Bethenod, J., Electrician 80, 229, 1917. The Audion as an auto-exeiting
generator.

Benischke, Gustav, Elektrot. Zeitschr. 38, 433, 445, 1917. Die Freileitungs-
isolatoren in der Entwicklung der Hochspannung technik.

Bown, Balph, Electrician 80, 112, 1917. Internal relations in Audion-type
radio-receivers.

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Messungen auf Teneriffa. (Die Kenntnis des Ionisators der oberen Luft-
schichten für die Reichweitenänderungen und Reflexionen der Hertz-
schen Wellen ist bekanntlich wichtig. Die Red.)

Büttemann, Helios 23, 337, 345, 1917. Isoliermaterialien der Elektro-
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(s. auch: „Die Umschau“ Nr. 48, S. 957, 1916. Drahtlose Telephonie
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elektrischen Nachwirkung. |

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or very weak alternating currents, with adjustable field magnet.

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Roth, E., Rev. Gén. de l’EI. 2, 323, 1617. Etude sur les pertes supple-
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exponenten einiger fester Körper für kurze Hertzsche Wellen.

Schering, H., Elektrot. Ztschr. 38, 421, 1917. Die Doppelbrücke zur Messung
des Phasenwinkels sehr kleiner Widerstände bei technischer Frequenz.

502 Bücherbesprechungen.

Sjöström, Martin, Uppsala Univ. Arsskrift 1916. Mat och Naturv. 1
VI u. 111 S. Experimentelle Untersuchungen über die Beugung elektro-
magnetischer Wellen an einem Schirm mit geradlinigem Rande.

Smith, Stanley Parker, Electrician 80, 10, 42, 80, 1917. Notes on the
design of electromagnetic machines. Part. II. Design of slow-speed
alternating-current gencrator.

Sörensen, Aage, S. M. Elektrot. Ztschr. 38, 469, 1917. Konstruktive Be-
stimmung der Wellenlänge aus Kapazität und Selbstinduktion.

Still, Alfred, Rev. Gén. de I’El. 2, 492, 1917 (nach El. World 69, 312, 603,
1917). Isolation des transformateurs à très haute tension.

Styff, Eivind, Elektrot. Ztschr. 38, 461, 1917. Der Phasenvergleich bei der
Parallelschaltung von Wechselstrommaschinen.

Telegraphen- u. Fernsprecehtechnik Nr. 11, S. 87, 1917. Ein Detektor mit
gelöteten Kontakten.

Whittemore, L. E., Rev. Gen. de l’El. Nr. 14. 1917. (Ref. ü. Pys Rev.
Mai 1917.) Emploi du galvanometre Einthoven et d'un détecteur du
type Audion pour la mesure de l'intensité des signaux radiotelegraphiques.

Wireless Telegraplıy in Scandinavia. Electrician 80, 247, 1917.

Wirz, Emil, Arch. f. Elektrot. 6, 23, 1917. Untersuchungen über die mög-
lichen Fehlerquellen bei Stromwandlern.

(Eingesandt Ende Novbr. 1917.)

Bücherbesprechungen.

Dr. Georges Chatterton-Hill: Moloch England. Was Deutschland im Falle
eines englischen Sieges zu erwarten hätte. Irlands Schicksal als
Warnung für Deutschland. 1. Kapitel: Die sittliche Weltanschauung
der Engländer. 2. Kapitel: Wehe dem Volke, das England in den Weg
tritt. 3. Kapitel: Die Greuel der Eroberung Irlands. 4. Kapitel: Eng-
land als Vampyr. 5. Kapitel: Deutschlands Schicksal nach einer Nieder-
lage. Verlag „Das größere Deutschland“, Dresden. M. 1.—. Ä

Der durch seine Vorträge in Deutschland weitbekannte irische Freiheits-
kämpfer Chatterton-Hill will mit diesem Buche am Schicksale Irlands dem
deutschen Volke die Augen öffnen über den erbarmungslosen Vernichtungs-
willen, der England uns gegenüber beseelt. Alle die schwachen Seelen,
welche noch von einer Versöhnung träumen, muB das Buch durch seine er-
schütternde Wahrhaftigkeit endlich zur Aufrüttelung bringen!

Aus dem furchtbaren Schicksal Irlands soll exemplifiziert werden, daß
sobald Notwendigkeiten politisch- wirtschaftlicher Art ins Spiel treten, für
den Engländer sämtliche anderen Regeln der Gesittung jegliche Daseins-
berechtigung verlieren. Genau so solljetzt Deutschlandinbrutalster
Weise unschädlich gemacht werden, weil es England im Wege stand.

Bücherbesprechungen. 503

Seit zwei Jahrzehnten erstrebt England dieses Ziel, jede seiner Kriegs-
handlungen in diesem Weltkriege ist damit in absoluter Übereinstimmung,
jede mit den gemeinsten Beschimpfungen des deutschen Volkes und seines
Kaisers gespickte Rede der englischen Staatsmänner zeigt diese klare un-
beirrte Absicht immer auf's neue bis auf den heutigen Tag und trotzdem
schwatzt man im deutschen Reichstag von Frieden und „Verständigung“!
Statt dessen sollte man lieber von seiner Tribüne diese kleine
Warnungsschrift vorlesen, um sie dem ganzen deutschen Volke zu-
gänglich zu machen, damit es nochmals in ingrimmigem furor teutonicus
auflodere, um sich und die ganze Welt von dieser Menschheitsgeißel Eng-
land für alle Zeiten zu befreien. i

Zürich, Anfang November 1917. Eichhorn.
(Eingesandt 4. November 1917.)

Leo Galland, Ingenieur, Deutscher Telegrammschlüssel für die
technische Industrie (Ingenieur-Code). Verlag: M. Krayn, Berlin

W 10, Preis 120,— Mk.

Die gegenwärtigen Zeitverhältnisse zeigen uns deutlich, wie sehr unsere
Volkswirtschaft auf die weltwirtschaftliche Verflechtung angewiesen ist; die
dauernde wirtschaftliche Antarkie ist für uns unmöglich, wenn wir als
Kulturvolk die Höhe behaupten wollen, die wir vor dem Kriege innehatten.
Um unsere Stellung auf dem Weltmarkt in Zukunft wieder erlangen
und behaupten zu können, werden wir aber alle unsere Kräfte sammeln
müssen, denn unsere alten Gegner haben inzwischen viele unserer Absatz-
gebiete erobert, und neue Konkurrenten sind erstarkt. Beim Wiederaufbau
unseres Wirtschaftslebens müssen wir zwei Forderungen berücksichtigen,
wenn wir erfolgreich sein wollen: höchste Wirtschaftlichkeit und
stärkste Intensität in unserer Wirtschaft.

Bei der Durchführung geschäftlicher Unternehmungen in anderen Erd-
teilen spielt die telegraphische Nachrichtenübermittlung, die sich entweder
der Kabel- oder der Funkentelegraphie bedienen kann, eine große Rolle,
die in Zukunft wohl noch an Umfang und Bedeutung zunehmen wird; es
ist daher auch für unsere wirtschaftliche Entwicklung erforderlich, daB wir
die Technik der Nachrichtenübermittlung nach Kräften vervollkommnen;
jeder übermittelte Satz muß so knapp wie möglich ausfallen, einmal um
dem Unternehmen möglichst geringe Unkosten zu machen, und ferner um
die vorhandenen Einrichtungen der Nachrichtenstellen (Kabel, Funken-
stationen) weitgehend auszunützen.

Ein großartiges System, um die geschäftliche Naehrichtenvermittlung
auf die knappste Form zu bringen, hat Galland in seinem Telegramm-
schlüssel für die technische Industrie geschaffen. Der Gedanke an sich,
Worte, Wortverbindungen und ganze Sätze im telegraphischen Verkehr durch
einige Zahlen oder Buchstaben auszudrücken, ist nicht neu, wenn auch die
vorhandenen Werke, soweit sie die Technik berücksichtigen, meist englischen
Ursprungs sind und z. T. als veraltet bezeichnet werden müssen; neu ist
dagegen, daß hier ein deutscher, technischer Telegrammschlüssel in

504 Bücherbesprechungen.

vorbildlicher Anordnung und Vollständigkeit geschaffen ist. Jedes Wort,
Vorbild oder Redewendnng wird durch ein aus sieben Buchstaben oder
Zahlen bestehendes Schlüsselwort, von dem sich nach einem bestimmten
System je zwei noch weiter auf ein Gebilde von 10 Buchstaben oder Zahlen
zusammenziehen lassen, ausgedrückt.

Beim Zusammenstellen der Liste für die Schlüsselworte der einzelnen
Ausdrücke und Wortverbindungen ging der Verfasser von dem Gedanken
aus, ein Werk zu schaffen, das vor allem den Bedürfnissen der Industrie
dienen sollte. Aus diesem Grund enthält auch der erste Teil eine recht
vollständige Liste technischer Einzelausdrücke. Im zweiten Teil sind in
Gruppen die einzelnen technischen Gebiete behandelt; schlagen wir z. B.
die Gruppe „Dampfmaschine“ auf, so finden wir dort nicht nur eine genaue
Angabe der verschiedenen Bauarten derselben, sondern auch ihre Einzel-
teile und Besonderheiten, kurz alles, was ein Käufer oder Verkäufer auf
diesem Gebiete telegraphisch übermitteln könnte. Einen großen Vorzug
besitzt dieser Teil noch dadurch, daß die einzelnen Maschinen und Maschinen-
teile durch kleine Skizzen erläutert werden, so daß auch der Nichttechniker
mit den ihm weniger geläufigen technischen Begriffen sicher arbeiten kann.
Etwa 120 Gruppen, so ziemlich die gesamte Technik, enthält dieser Teil,
und die große Sorgfalt und das Geschick mit der hier die Anordnung durch-
geführt ist, verdient alle Anerkennung. Im dritten Teil sind die Bezeich-
nungen für Maße, Gewichte, Daten, Währungen, Hochschulen, Behörden,
Zeitschriften, Firmen usw. angegeben. Sehr wertvoll dürfte auch dor vierte
Teil sein, der um dem Benutzer des Telegrammschlüssels die Möglichkeit zu
geben, auch Telegramme nicht nur technischen Inhaltes aufzugeben, etwa
40000 allgemeine Redewendungen, kurze Sätze usw. in systematischer An-
ordnung enthält.

Das ganze Werk stellt eine ungeheure, fleißige Leistung dar; es ist zu
wünschen, daß dieser Telegrammschlüssel in der Industrie große Verbreitung
erlangt, und daß es unserm Handel gelingt, damit wieder einen neuen,
blühenden deutschen Welthandel zw schaffen. Dipl. Ing. G. Sinner.

(Eingesandt 1. Dezember 1917.)

Jahrbuch

drahtlosen Telegraphie und Telephonie

Inhalt.

Seite
Max Dieckmann, Über Malle Laugen taolo lelpgrapiiicher
Sende- und Empfangsstationen . . ae ne DO
W. Eecles, Eine Tafel zur - Wellenlängenberechnung. (Mit 1 Figur
im Text.) . . . Euge a ee SD
Referate:
C.H. Graf von Bressler, Eine neue Anordnung zur Darstellung
von stehenden Wechselstromkurven mit der Braun-Röhre . . 515
Mitteilungen aus der Praxis:
P. Luckey, Nomogramm für Schwingungszahl und De
von Kondensatorkreisen. (Mit 1 Tafel). . . 516
Tyng M. Libby, Eine Übersichtstafel für die Übermittelung
ungedämpfter Wellen. (Mit 1 Tafel). . . . 519

Aage S. M. Sörensen, Konstruktive Bestimmung der Wellen-
länge aus Kapazität und Selbstinduktion. (Mit 5 Figuren im Text.) 526

Cornelis J. De Groot, Über das Wesen und die DE

von Störungen. (Mit 2 Figuren im Text.) . . 532
Patentschau:

H. Eales. (Mit 22 Figuren im Text.) . . 2 2 222020. 4T

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften. . . . . . 565

Literaturverzeichnis. . 2 2 2 2 vr ren. 565

Namenrepister.. . . 0 00 4 we ER inne ii an S567

Manuskripte für das Jahrbuch sind an die Redaktion: Dr. G. Eichhorn in
Zürich, Hauptposifach 6123, zu senden. Zur Erleichterung der Be-
richterstattung wird um Zusendung einschlägiger Sonderabdrücke und
Mitteilung wichtiger Arbeiten für das Literaturverzeichnis gebeten.

Abonnements und Inserate sind an die Verlagsbuchhandlung von M. Krayn,
Berlin W. 10, Genthinerstraße 39 zu richten.

Jahrb. d. dıaht!. Telegraphie u. Telephonie., 12. 33

506 ` Max Dieckmann.

Über Maßbezeichnungen
radiotelegraphischer Sende- und Empfangsstationen.')

Von Max Dieckmann.

Der radiotelegraphischen Praxis mangeln zurzeit einfache cha-
rakteristische Maßbezeichnungen für ihre Sende- und Empfangsanlagen
im ganzen und in ihren einzelnen Teilen.

Die übliche Art, die Stärke eines Senders zu kennzeichnen, be-
steht zurzeit darin, seine Antennenleistung zu nennen, d. h. die An-
zahl von Watt anzugeben, die aus Antennenstromstärke und Antennen-
gesamtwiderstand folgen. Da diese Angabe die Strahlungseigenschaften
der Antenne nicht berücksichtigt, bietet sie für Reichweitenübeı-
legungen usf. keine Grundlage.

Zur Charakteristik von Empfangsanlagen begnügt man sich in
der Praxis meist mit ganz allgemeinen Werturteilen.

Ich bin durch mancherlei Probleme, die mir bei meiner Tätigkeit
gelegentlich der Ausbildung der Bordstationen für Zeppelinluftschiffe
entgegentraten, schon seit drei Jahren vor die Notwendigkeit der Wahl
einfacher Maßbezeichnungen geführt worden. Da diese Bezeichnungen
sich gerade im letzten Jahr besonders gut bewährten, scheinen sie mir
auch nach den Arbeiten von Austin?) Barkhausen?), Zenneck* u. a.
der Mitteilung würdig zu sein.

Ich darf im folgenden die von mir verwendeten Definitionen
nebst einigen Folgerungen kurz mitteilen.

Der größeren Klarheit wegen sei zunächst die Annahme gemacht,
daß es sich um Sender handle, die ungedämpfte Wellen‘ aussenden.
Ferner sei eine gut leitende Erdoberfläche (feuchter Boden, Meerwasser)
angenommen. Vernachlässigt werde eine etwaige Absorption der Energie
im Zwischenmittel. Alle Aussagen seien außerdem bezogen auf eine
bestimmte Wellenlänge, auf einen bestimmten Azimut und eine be-
stimmte Stromstärke in der Sendeantenne.

Als r?fache Maßzahl für die Stärke einer Sendestation oder kürzer
Sendezahl © ist die Anzahl von Watt angenommen worden, welche

1) Abdruck aus „Zeitschrift für Flugtechuik und Motorluftschiffabrt“
1914, Heft 1.

2) Austin, Jahrbuch der drahtl. Telegr., 5, 75, 1911.

3) Barkhausen, Jahrbuch der drahtl. Telegr., 5, 261, 1911.

4) Zenneck, Lehrbuch dar drahtl. Telegr., lI. Aufl., S. 294 ff.

Über Maßbezeichnungen radiotelegraph. Sende- u. Empfangsstationen. 507

die Station durch einen Quadratmeter senkrecht zur Strahlrichtung
in rkm Abstand hindurchdrückt.

Wenn man annehmen will, daß in 1 km Abstand vom Sender
schon reine Strahlung herrscht, kann man sagen: Die Einheit der
Sendezahl kommt der Station zu, die ein Watt durch einen Quadrat-
meter in einem Kilometer Abstand hindurchtreten läßt.

Bei gerichteten Antennen oder einer Umgebung mit verschiedener
Bodenbeschaffenheit hat die Sendezahl für die einzelnen Azimute ver-
schiedene Werte. à

Als Maßzahl für die Güte einer Empfangsantenne oder als
Empfangszahbl Æ gilt die Größe derjenigen Fläche in Quadratmeter,
aus der die Antenne sämtliche Strahlungsenergie absorbiert?) Die
Einheit der Empfangszahl Æ kommt der Empfangsanlage zu, die in
der Antenne gerade so viel Watt beobachten läßt, als durch 1 qm
des Stationsortes hindurchtreten.

Sind die Zahlenwerte von © und E einer Sende- und Empfangs-
station, die sich in rkm Abstand befinden, bekannt, so ergeben sich
die beim Empfang beobachtbaren Watt y definitionsgemäß als

ES Ä

Je nach der Empfindlichkeit der Detektoren, Telephonhörer,
Galvanometer, Relais usf. existiert ein unterer Wattschwellenwert, die
Empfangsschwelle J, bei welcher das Indikatorinstrument gerade
noch sicher anspricht. -

Allgemein ist für einen bestimmten Empfänger

y=nT (2)
wobei für brauchbaren Empfang n = 1 sein muß,

Ist » = 1, reicht die beobachtbare Energie also nur gerade zum
Empfang aus, verträgt sie keine Verminderung mehr, so befinden sch
die Stationen im größten zulässigen Abstand voneinander. Dieser
maximale Abstand heißt die Reichweite R in bezug auf die betref-
fende Sende- und Empfangsstation.. Es ist demnach

Aus der Anzahl n von Schwellenwerteinheiten, die in einem Ab-
stand r beobachtet worden sind, kann man die maximale Reichweite

1) Vgl. Rüdenberg, Ann. d. Phys., 25, 1905, 465.
- 33 *

508 Max Dieckmann.

in bezug auf diese Stationen als
R=rYnkm | (4)

annehmen.

Für den Fall man nicht die Wattwerte y, sondern die Antennen-
stromwerte J beim Empfang beobachtet, kann man y durch J-W er-
setzen, wo W den Antennenwiderstand bezeichnet. Man erhält dann,
wenn man

: ES
setzt, die einfache Form der Dudellschen Regel?)
| K

Das Produkt der Größen ES, das Güteprodukt der betreffenden
Sende- und Empfangsstationen, läßt sich ermitteln, wenn man die
beim Empfang beobachtete Wattzahl mit dem Quadrat des Abstandes
multipliziert.
Hat ein und dieselbe Empfangsstation von zwei Sendestationen
mit den Sendezahlen S, und S, Empfang, so gilt für das Verhältnis
zwischen beiden
S_n" 7
5 T yan? o
2 2'3

wobei sich die Indices entsprechend auf die Stationen bezıehen.

Wird andererseits ein und dieselbe Sendestation von zwei Empfangs-
stationen mit den Abständen r,, r, mit y, resp. y, Watt empfangen,
so folgt für das Verhältnis ihrer Empfangszahlen

E yr?
= er (8)
E Yr

Bei Stationen mit beweglichem Abstand kann man auch ohne
Kenntnis des Güteproduktes aus den zu verschiedenen Orten beobach-
teten Watt oder Stromwerten einen Rückschluß auf die Entfernungs-
änderung machen. Es verhält sich

a a2 9)
T3 Yı J

Läßt man die eingangs gemachten Einschränkungen, daß die
Sendestation nur mit ungedämpften Schwingungen arbeitet und das

1) Jahrbuch der drahtl. Telegr., 1909, 103.

Über Maßbezeichnungen radiotelegraph. Sende- u. Empfangsstationen. 509

Zwischenmittel keine Energie absorbiere, fallen, so treten zu den auf-
gestellten Beziehungen Korrektionsglieder hinzu.

Die Korrektion, die notwendig ist, für den Fall der Sender mit
gedämpften Schwingungen arbeitet, ist formal unerfreulich. Bekannt-
lich (vgl. Zenneck, Barkhausen l. c.) ist die vom Sekundärsystem
aufgenommene Energie um so kleiner, je größer das Verhältnis der
Summe der Dämpfungsdekremente des Primär- und Sekundärsystems,
d, und d,, zum Dekrement des Sekundärsystems ist. Diese Form der
Abhängigkeit verbietet, die Dämpfungskorrektur an der Sende- oder
Empfangszahl ausgewertet anzubringen. Es ist vielmehr erforderlich,
für alle Stationen das Dämpfungsdekrement neben der Sende- und
Empfangszahl getrennt zu nennen. DBezeichnet man das Verhältnis

2 — mit f, so nimmt die Beziehung (1) die Form an

b, + b, f
E

A (10)

Hat ein und dieselbe Empfangsstation mit dem Dämpfungs-

dekrement d von zwei Sendestationen S,, d, und S,, d, Empfang, so
geht (7) über in

Yı r,’ f l (11)

d, d

= —t—- und f, = —ı— t t. Eb ht d

wo f, T und ĝ, +, zu setzen is enso ge ie
Beziehung für den Vergleich zweier Empfangsstationen über in

E, z= Yı "i É (12)
E, Yar: A
wo 8, und ĝ, die für (11) angegebene Form haben, b aber das
Dekrement der Sendestation bedeutet. An der Gleichung (9) wird
durch die Dämpfungskorrektion nichts geändert.
Die Berücksichtigung der Absorption und Zerstreuung macht
ein weiteres Korrektionsglied %k erforderlich. Bei einer bestimmten
Wellenlänge A wächst k mit dem Abstand wie

k=e-4r (18)

wobei A wahrscheinlich (Cohen) gleich m: zu setzen ist. A bzw. a

ist zeitlich stark variabel, kann aber durch je eine ortsfeste Sende-
und Empfangsstation, die mit Einrichtung für quantitativen Empfang
ausgerüstet ist, unter ständiger Kontrolle gehalten werden. Der Zahlen-

510 Max Dieckmann, Über Maßbezeichnungen usw.

wert von A ergibt sich aus
ES

zwischen eınem bekannten Fender und Empfänger in bekanntem Ab-
stand als

1 E
A = — Ig nat Ea (15)

Die Gleichungen (11) und (12) erhalten bei Berücksichtigung der
Absorption die endgültige Form

S _ ABA P, e— Alnı- re) (16)
Do Yar TI

und ebenso
E, Beh r? B e-Aln- ra) (17)
E, NP,

Für diese Vergleichsmessungen spielt also die Absorption nur
eine verschwindende Rolle, für den Fall die Stationsabstände r, und r,
gleich oder doch nahezu gleich groß und die jeweiligen Worte für A
nicht lokal eng begrenzt sind.

Der drahtlosen Telegraphie wird mit gut definierten Stationen
als Orientierungsmittel für bewegliche Stationen ein ausgedehntes Be-
tätigungsfeld erwachsen.
| Erwünscht ist, daß für alle in Frage hommenden Stationen Polar-
diagramme angelegt werden, in welchen die Sendezahlen für bestimmte
Wellen und Antennenstromstärken nach allen Azimuten und das
Dämpfungsdekrement eingezeichnet sind. Gerade die Luftschiffstationen
bilden, da bei ihnen Erdungswiderstände fehlen und sie sich der Gegen-
station so weit nähern können, daß die Absorptionskorrektion wegfällt,
ein sehr günstiges Hilfsmittel zur Herstellung derartiger Stations-
diagramme. Großer Wert muß auf Kontrolle der Dämpfungsdekre-
mente der Stationen gelegt werden, sowie auf die Registrierung und
Erforschung des Absorptionskoeffizienten.

Zusammenfassung. Die drahtlostelegraphischen Stationen auf
Luftschiffen bieten ein brauchbares Hilfsmittel zur quantitativen
Charakterisierung von Sende- und Empfangsstationen. Es wird das
System von Maßbezeichnungen mitgeteilt, das einer Reihe von Mes-
sungen mit Hilfe von Zeppelinluftschiffen zugrunde gelegt wurde.

Adresse des Autors: Dr. Max Dieckmann, Privatdozent an der
Technischen Hochschule München.

W. Eceles, Eine Tafel zur Wellenlängenberechnung. 511

Eine Tafel zur Wellenlängenberechnung.
(An Abac for the Calculation of Wave-Lengths.)

Von W. Eeceles.')

Die Formeln, die man bei der Berechnung der Wellenlänge 2
eines Schwingungskreises aus den gegebenen Werten der Selbst-
induktion L und der Kapazität C des Kreises für gewöhnlich an-
wendet, lauten:

à in cm = 27a V{(L in cm) (C in cm)}
und:
à in m = 1,885 Y{(L in u H) (C in u F)}.

Hier bedeutet „ZL in cm“, daß die Selbstinduktion in elektromagne-
tischen Einheiten ausgedrückt wird; „C in cm“ bedeutet, daß die
Kapazität in elektrostatischen Einheiten ausgedrückt wird; u H be-
deutet „Mikrohenry“, und uF bedeutet „Mikrofarad“. Man kann
sonach zur Auswertung der vorstehenden Formeln jede beliebige gra-
phische Methode zur Multiplikation zweier gegebenen Größen mit-
einander benutzen, wenn der Maßstab, auf dem die Produkte gewöhn-
lich abgelesen werden, so geteilt ist, daB er mit 2” multiplizierte
Quadratwurzeln angibt. Man kennt etwa ein halbes Dutzend ver-
schiedener graphischer Multiplikationsverfahren und hat diese auf eine
Menge verschiedener Formeln im Laufe der letzten hundert Jahre
(oder länger) angewandt; viele Leute haben sie zweifelsohne auch un-
abhängig voneinander auf die obigen Formeln angewandt; aber, so
weit mir bekannt ist, ist die im folgenden beschriebene Rechentafel
bisher noch nicht entwickelt worden, obgleich sie gegenüber den be-
kannten Typen gewisse Vorzüge besitzt.

Es genügt, wenn ich von den älteren Rechentafeln ein paar
Typen erwähne Zwei ganz bekannte Formen sind Diagramme auf
Koordinatenpapier, bei denen die Werte von L auf der einen und die
Werte von C auf der anderen Achse aufgetragen werden. Bei gleich-
förmiger Teilung dieser Maßstäbe für L und C sind die Linien kon-
stanten Produktes Hyberbeln, und man muß die einzelnen Hyperbeln
so zeichnen, daß sie runden Zahlen für die Wellenlänge in Metern
entsprechen, und muß sie mit eben diesen Zahlen bezeichnen. Man
kann aber die Hyperbeln durch Geraden ersetzen, wenn man die

512 W. Eccles.

Achsen in passender Weise ungleichförmig teilt, und erhält auf diese
Weise eine andere Rechentafelform. Es gibt mehrere verschiedene ab-
geleitete Formen der vorstehenden Art, die vielfach angewandt worden
sind. Außerdem liefert logarithmisch geteiltes Koordinatenpapier offen-
bar Rechentafelformen.

Die Linienrechentafeln sind von den vorgenannten völlig ver-
schieden. Bei ihnen sind drei Maßstäbe vorhanden — je einer für L,
C und A — die so angeordnet und so geteilt sind, daß die der Wellen-
längengleichung entsprechenden Punkte auf einer Geraden liegen. Die
nächstliegende und älteste Form dieser Multiplikationsweise besteht
aus drei parallelen logarithmischen Maßstäben ähnlich denen des
Rechenschiebers. Die &ußeren Maßstäbe sind nach Werten von L
und C geteilt, der innere Maßstab ist der Wellenlängenmaßstab und
ist doppelt so eng geteilt wie die anderen, so daß er die Quadrat-
wurzeln zieht. Bei gegebenen Werten für zwei der Größen erhält man
die dritte, indem man den Schnitipunkt auf ihrem Maßstabe mit der
Verbindungsliniie der beiden auf den zugehörigen Maßstäben ab-
gelesenen gegebenen Werte vermerkt. Das einfachste Verfahren, die
Gerade zu ziehen, besteht darin, daß man einen feinen Faden über
die Maßstäbe spannt oder eine durchsichtige Zelluloidplatte mit einer
eingeritzten Geraden darüber legt. Eine andere Form einer logarith-
mischen Linienrechentafel besteht aus drei von einem Punkte aus-
strahlenden Geraden.

Ein Nachteil aller dieser Rechentafeln bei der Anwendung auf
das vorliegende Problem besteht darin, daß sie zwar für solche
Werte von L, C und A recht gute Dienste leisten, die innerhalb des
Bereiches liegen, für das sie geteilt sind, daß sie jedoch, wenn man
es mit verhältnismäßig großen oder kleinen Werten zu tun hat, ein
gewisses Maß von Kopfrechenarbeit mit positiven oder negativen
Potenzen von 10 erfordern. Es ist nicht möglich, einen einfachen
logarithmischen Maßstab so anzuordnen, daß er den gesamten Umfang
der in der drahtlosen Telegraphie benutzten Werte von L und C um-
faßt und dabei praktisch genügend genau ist, und man kann sehr
leicht bei den Quadratwurzeln der Zehnerpotenzen schwerwiegende
Fehler machen.

In der in der Figur dargestellten Rechentafel sind diese Schwierig-
keit und diese Gefahr umgangen worden. Sie umfaßt das ganze Ge-
biet der Werte von L, C und A, dessen Verwendung in der drabt-
losen Telegraphie oder im Laboratoriumsbetrieb wahrscheinlich ist.
Das Bereich der Selbstinduktion erstreckt sich von 10° bis zu 10°

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513

514 | W. Eccles.

elektromagnetischen Einheiten, d. h. von 1 Mikrohenry bis zu 1 Henry;
das Bereich der Kapazität geht von 10 bis zu 10° elektrostatischen
Einheiten, d. h. von etwa 1/iooooọo Mikrofarad bis zu 10 Mikrofarad;
und das Bereich der Wellenlänge erstreckt sich von 10 m bis zu
100 km. Natürlich sind die Zahlen in diesen Bereichen nicht gleich
genau, das würde unmöglich sein. Nur die mittleren Teile der Maß-
stäbe sind sehr breit gestaltet, und diese dienen für die für gewöhn-
lich vorkommenden Größen von L, C und A und vermögen die ver-
langten Zahlen ungefähr mit der in der Praxis erforderlichen Genauig-
keit zu liefern. Die Endgebiete der Maßstäbe werden von den außer-
gewöhnlich großen oder kleinen Werten von L, C und } eingenommen,
und die Maßstäbe werden mehr und mehr gedrängt, je weiter wir
uns von den für gewöhnlich vorkommenden Werten entfernen. Die
Sache ist so gedacht, daß diese äußersten Gebiete der Tafel haupt-
sächlich benutzt werden sollen, um die Anlässe zu Fehlern durch die
Zehnerpotenzen zu beseitigen, von denen oben die Rede gewesen ist.
Angenommen, es seien ein Paar extreme Werte von L und C gegeben,
und wir suchten À. Wir legen den Faden so genau an seine Stelle,
-wie dies angesichts des Mangels an Teilstrichen nahe den Enden der
Maßstäbe möglich ist, und lesen den Näherungswert von A ab. Nach-
dem wir nun die Antwort angenähert kennen, lassen wir die in der
Aufgabe vorkommenden Zehnerpotenzen vollkommen außer Acht und
verschieben den Faden in den mittleren offenen Teil der Maßstäbe,
um die Zahlen für die Antwort genauer zu erhaltan. Wir müssen
den Faden so legen, daB die bekannten Werte von L, C und à —
unter Vernachlässigung der Potenzen von 10 — wieder unter ihm
liegen. Die nachstehenden Beispiele werden dies erläutern:

Beispiel 1. — Gesucht ist A, gegeben L = 370 uH, C = 1650
Fx 10712 Auf der rechten Skala des Ovals stellen wir auf 3,7 x 10?
ein und auf der linken inneren Skala auf 1,65 x 10°, spannen den
Faden von einer Einstellung zur anderen und lesen seinen Schnitt-
punkt mit dem mittleren Maßstabe ab. Dieser Punkt ist A = 1470 m.

Beispiel 22 — Gesucht ist A, gegeben L = 3700 u H, C=
16500 F. Der Faden geht jetzt durch die Spitze des Ovals und
liefert ein Ergebnis zwischen 14500 und 15000 m. Da die Maßstäbe
in der Nähe der Mitte am weitesten sind und die Genauigkeit dort
besser ist, schieben wir den Faden in die Nähe von 1,5, bringen das
eine Ende genau auf 3,7 auf der rechten Skala, stellen das andere auf
der linken inneren Skala auf 1,65 ein und lesen auf der mittleren 1,47
ab. Mithin ist A = 14700 m. |

Referate. 515

Beispiel 3. — Gesucht ist die Selbstinduktion, die erforderlich
ist, um bei einer Kapazität von 95 cm eine Wellenlänge von 2300 m
zu erreichen. Stellen wir auf 95 auf der äußeren linken Skala nahe
dem unteren Ende des Ovals und auf 2,8 x 10° etwa in der Mitte
des mittleren Maßstabes ein, so gibt ein gespannter Faden L als etwas
größer als 1,0 x 107 elektromagnetische Einheiten an. Wir drehen
den Faden um 2,3 als Drehpunkt, bis er auf der äußeren linken
Skala durch 9,5 geht, also etwas oberhalb der Mitte des Ovals. Dann
lesen wir die gesuchte Zahl auf der rechten Skala genau als 1,41
ab. Also ist L = 1,41 x 107 elektromagnetischen Einheiten.

(Nach Electrican 76, 888—389, 1915 aus dem Englischen über-

setzt von Max Ikl6.)
(Eingesandt 18. März 1916.)

Adresse des Autors: 26 Ridgmount Gardens, London WC.

Referate.

C. H. Graf von Bressler, Eine neue Anordnung zur Dar-
stellung von stehenden Wechselstromkurven mit der Braun-
Röhre (Physik. Ztschr. 17, 349, 1916).

Verfasser gibt folgende Zusammenfassung dieser seiner vorläufigen
Mitteilung: Es wird eine neue Schaltung angegeben, durch welche |
man die genaue Kurve des Wechselstromes dauernd stehend auf dem
Schirm der Braunschen Röhre erhalten kann.

In einer abgeglichenen Brückenschaltung besteht ein Zweig aus
einem, auf dem Umfang einer synchron rotierenden Scheibe befestigten
Draht, an dem eine Bürste schleift. In der Brücke, in der die Ab-
lenkungsspulen liegen, werden dadurch periodische Stromänderungen
hervorgerufen, die der Zeit proportional sind.

Es wird gezeigt, wie sich die Kurven durch ein auf dem Schirm
projiziertes Achsenkreuz bequem messen lassen und wie sich die An-
ordnung zur Demonstration von Wechselströmen verwenden läßt. Da
ja die Braunsche Röhre keine mechanische Trägheit besitzt und in-
folgedessen selbst zur Analyse von Hochfrequenz brauchbar ist, so ist
für die auflösbare Frequenz nach der neuen Methode eine Grenze nur
gegeben durch die Frequenz, bei welcher infolge der hohen Drehzahl
des Motors oder Generators gerade noch ein sicherer Kontakt zwischen
Draht und Schleifbrücke möglich ist. E.

(Eingesandt 15. August 1916.)

516 Mitteilungen aus der Praxis.

Mitteilungen aus der Praxis.

a u für Schwingungszahl und Wellenlänge von
Kondensatorkreisen.

Von P. Luckey in Elberfeld.
Hierzu Tafel II.

Zur Ersparnis von Ausrechnungen nach einer häufig vorkom-
menden Formel benutzt man entweder numerische Tafeln (Tabellen)
* oder graphische Methoden. In Zennecks Lehrbuch findet man eine
Tabelle für die Formel Í
1

N= ay E

ferner eine solche für die Formel
= 6 zy. Q.108m

Lästig ist bei solchen Zahlentafeln die Einschaltung (Interpolation),
da es sich um Tabellen mit zwei Eingängen handelt. Graphische
Tafeln ermöglichen hingegen die bequemere Einschaltung nach dem
Augenmaß. Die Genauigkeit der graphischen Tafeln kann durch hin-
reichend große Ausführung so weit getrieben werden, wie es der
Zweck erfordert. Bei der Anwendung der eben genannten Formeln
für die Schwingungszahl und für die Wellenlänge von Kondensator-
kreisen ist stets nur eine mäßige Genauigkeit erforderlich. Für sie
können also geeignete graphische Tafeln vorteilhaft sein.

Leider verfällt man aber immer noch zu sehr darauf, derartige
graphische Tafeln in einem Netz rechtwinkliger kartesischer Koordi-
naten anzulegen. So anschaulich ein Kurvenbild in rechtwinkligen
Koordinaten sein kann, so unzweckmäßig wäre es, eine Rechentafel,
etwa für die Thomsonsche Formel, in solchen Koordinaten anzulegen.
Das Netz der’ Parallelenscharen zu den Koordinatenachsen wäre von
einer Kurvenschar durchzogen, und in diesem Liniengewirr dreier
Kurvenscharen sich zurechtzufinden, ist für das Auge ermüdend und
führt zu Irrtümern. Besonders die Einschaltung von Zwischenwerten
nach dem Augenmaß ist hier lästig. Man greift da lieber zu den

Mitteilungen aus der Praxis. 517

Zahlentafeln, die ja übrigens auch nach rechtwinkligen kartesischen
Koordinaten angelegt sind.

Demgegenüber sind die graphischen Methoden der modernen -
Nomographie, deren Ausbildung wir besonders dem Franzosen D’Ocagne
verdanken, das Bequemste und Klarste, was man sich denken kann.
Die Figur (Taf. II) zeigt ein Nomogramm zu den beiden genannten Formeln.
Dieses Nomogramm ersetzt also die beiden genannten Tabellen des
Zenneckschen Werkes und gibt noch dazu die Kapazität sowohl in
Mikrofarad als auch in Zentimetern an. Die Benutzung des Nomo-
gramms zeigt folgendes Beispiel:

Wie groß sind Schwingungszahi und Wellenlänge eines Kon-
densatorkreises von 6000 cm Kapazität und 6800 cm Selbstinduktion?
Auflösung: Man spannt mit beiden Händen einen schwarzen Faden,
den Weiser (Index), so über die Zeichnung, daß er die Skala der
Selbstinduktionswerte im Punkte 6800 cm und die Skala der Kapazi-
tätswerte im Punkte 6000 cm schneidet (siehe die punktierte Linie).
Dann liest man auf dem Schnitt mit den Skalen der mittleren Achse
unmittelbar ab: N = 750000, A = 400 m.

Wie man sieht, kann man mit dem Nomogramm mit derselben
Leichtigkeit finden: |

Zu gegebener Schwingungszahl (oder Wellenlänge) und Kapazität
die Selbstinduktion;

Zu gegebener Schwingungszahl (oder Wellenlänge) und Selbst-
induktion die Kapazität.

Die Doppelskala rechts kann man zur wechselseitigen Verwand-
lung einer Kapazität aus einem Maß in das andere benutzen, die
mittlere Doppelskala zur Ablesung der Wellenlänge zu einer beliebigen
Schwingungszahl und umgekehrt.

Der Zahlenbereich des Nomogramms ist unbegrenzt, wenn man
erforderlichenfalls das „Prinzip der korrespondierenden Multiplikatoren“
auf die zugrunde liegenden Formeln anwendet. Nach diesem Prinzip
kann man z. B. im Kopfe gleichzeitig die Werte von €, Q und A
verzehnfachen und die Werte von N durch 10 teilen, oder man kann
gleichzeitig © verzehnfachen, Q durch 10 teilen, 4 und N unverändert
lassen, oder man kann z. B. auch gleichzeitig © verhundertfachen,
Q unverändert lassen, A verzehnfachen und N durch 10 teilen.

Die mathematische Grundlage des Nomogramms ist höchst ein-
fach. Logarithmiert man die Formel

518 Mitteilungen aus der Praxis.

2 Ben
67.108 ye =
so erhält man

log 4 — k = 4} (log € + log £)

wo k eine Konstante ist. Abgesehen von einer Verschiebung des
Anfangspunktes läßt sich also log A als Mittellinie eines Trapezes dar-
stellen, dessen parallele Seiten die Werte log@ und log Q haben. In
dem Nomogramm stellen die drei Parallelachsen die parallelen Seiten
und die Mittellinie des 'Trapezes dar. Sie sind, wie die Skalen des
gewöhnlichen Rechenschiebers, als logarithmische Skalen gezeichnet und
mit den Numeris beziffert, so daß man €, Q und A unmittelbar
abliest. | |

Bei der Anlage des Nomogramms kann man zwei der Parallel-
achsen, z. B. die Œ- und die 2-Achse, beliebig legen. An die dritte
Achse ist in unserem Falle bei der Herstellung der logarithmische
Maßstab so anzulegen, daß die Verbindungslinie zweier beliebiger Werte
Œ und Q die Achse im richtigen A-Wert trifft. Z. B. gehört zu

= 10”? Mikrofarad Kapazität der Wert A=60r m Wellenlänge.!)
Große Ausführung und harmonische und übersichtliche Anordnung der
Teilstriche und Bezifferungen tragen sehr zur Bequemlichkeit bei.

Die Vorteile eines derartigen „Nomogramms nach dem Prinzip
der fluchtrechten Punkte‘ (Mehmke) brauchen nicht hervorgehoben zu
werden. Nach ganz kurzer Übung werden der Techniker und der
Physiker, die ohnehin an Ablesungen von ungleichförmigen Skalen ge-
wöhnt sind, rasch und sicher mit einem guten Nomogramm arbeiten
können. In vielen Fällen, wo man nicht zur Herstellung eines be-
sonderen Rechenschiebers schreiten will, wird sich die Anfertigung
eines Nomogramms lohnen, um fortwährende Ausrechnungen mit Zahlen
oder mit dem gewöhnlichen Rechenschieber zu ersparen. °)

1) Facettenmaßstäbe mit logarithmischer Teilung liefern Denunert
und Pape in Altona.

2) Nähere Anleitung und Literaturangabe zur Nomographie findet man
in Pirani, Graphische Darstellung in Wissenschaft und Technik, Samm-
lung Göschen. Vgl. auch P. Luckey, Kriegsnomogramme, Zeitschr. für
math u. naturw. Unterr. 1917, S. 1, Leipzig.

(Eingesandt 15. Januar 1917.)

Adresse des Verfassers: Leutuani d. L. Luckey, Armee-Funker-
Abteilung 4, Deutsche Feldpost 352.

Jahrbuch der drahtlosen Tele;

Schw

induktion in cm
$z? |

‚Selbst

Verlag von M. Krayn in Berlin

Digitized bi Google

Mitteilungen aus der Praxis. 519

Eine Übersichtstafel für un. en di
Wellen

(Sustained Wave Transmission Chart.)
Von Tyng M. Libby.)
` Hierzu Tafel IlI.

An den Radioingenieur tritt oft die Aufgabe heran, die Reich-
weite drahtloser Senderstationen zu schätzen und die Höhe der Luft-
leiter, die Wellenlänge und die Energiemenge vorauszubestimmen, die
erforderlich sind, um unter normalen Verhältnissen eine gegebene Reich-
weite zu überbrücken. Zwar kann man auf Grund reicher Erfahrungen an
einer großen Anzahl von Stationen Schätzungen anstellen, doch bin ich
der Meinung, daß man durch die Berechnung dieser Faktoren mit Hilfe
halbempirischer, aus der Vergleichung experimentell gewonnener Daten
abgeleiteter Formeln zu größerer Annährung wird gelangen können.
Um festzustellen, welche Formel die beobachteten Ergebnisse für die
Signalübermittelung bei Tageslicht mit der größten Annäherung dar-
stellt, habe ich die nachstehenden Formeln für ungedämpfte Wellen
miteinander verglichen, nämlich:

Die theoretische Formel von Sommerfeld?):

Fe 0,0019 d
ee) I, (1)
àd R \ sind Vi
Die halbempirische Formel von Austin’):
h, h, I, ə _ “löd
2 2.8 i A a 2
Bear e a
Die halbempirische Formel von Fuller‘):
h, h, I, o an m0040 a
I, = 377 “aR mg ‚vr - (3)
Die von Eccles in seinem „Handbook“ angegebene Formel?;:
hh,l 9 — un
Ze 8 2 a, 4
1,= Lenie ne ö A

1) Der Abteilung Seattle des Institute of Radio Engineers am 10. Juni
1916 vorgelegt.

2) A. Sommerfeld, Ann. d. Phys. (4) 28, 1909.

3) Bull. Bur. Stand. 11 (1), Nov. 1914.

4) L. F. Fuller, Proc. Am. Inst. El. Eng. 34 (4).

5) Eccles, Handbook of Wireless Telegraphy und Telephony.

920 Mitteilungen aus der Praxis.

In diesen Formeln bedeuten I, und I, die Luftleiterstromstärke
im Sender und im Empfänger, beide in Ampere gemessen; h, und A,
die wirksamen Höhen des Sender- und Empfängerluftleiters, in Kilo-
metern gemessen; A die Wellenlänge und d der Abstand in Kilometern
gemessen; R ist der Widerstand des. Empfangssysiems bei Radiofrequenz,

n 0
Erdkrümmung Rechnung, wobei O den Winkel darstellt, der im Erd-
mittelpunkte die Entfernung d überspannt. Für praktische Zwecke
kann dieser Ausdruck als der Eiuheit gleich angesehen werden.

Die Tabelle I gibt einige der Ergebnisse wieder, die bei Empfangs-
versuchen zu Darien!) mit Hörbarkeiten gewonnen wurden, die nach
den Formeln (1), (2), (3) und (4) berechnet worden waren. Die der
Hörbarkeit Eins?) entsprechende Anzahl der empfangenen Watt wurde
zu 1,23% 101° und die Hörbarkeit als proportional der empfangenen
Stromstärke angenommen.

in Ohm gemessen. Der Ausdruck Vs trägt der Wirkung der

Tabelle I.
1% | | | Hörbarkeit o
7 À h R d
Senderstation|Am- 1 le nee u en,
| Met. Met Ohm km beob. |GL()| GL) | G1.8) | GL.)

Arlington 60 | 6000) 61°) 23,2 | 3300 5000| 1840| 7780 18180 | 6080

Tuckerton 115 | 7400| 120 |25 13430) 10000| 6040| 25780 | 68680 | 22360
Sayville 140 | 9400| 80 |14 |3520 7500| 6120| 25900 | 74650 | 1.8780

San Diego 35 | 3800| 55 !26,5 14670) 0O—100| 113| 911| 1400 547
San Francisco] 40 | 6500| 96 |23,5 4820| 0—1000) 295| 2334 | 8540 | 2020

Honolulu 60 110000) 96 | 13,5 | 8500 150) 16| 514 | 6640| _2440
Nauen 150 | 9400| 120 |29 | 9400 2000 16! 750, 1260| 4860

Eilvese 140 | 7400| 120 25 |9160 200° 10; 500 | 7030| 2840

Die durch Gleichung (1) gegebenen Werte stimmen bei den
kürzeren Entfernungen mit den Beobachtungsergebnissen recht gut über-
ein. Bei den größeren Entfernungen sind die berechneten Werte so
niedrig, daB sie die Schlußfolgerung Austins®) unterstützen, nach

1) L. W. Austin, Experiments at the U. S. Naval Radio Station, Darien,
Canal Zone, Proc. Inst. Rad. Eng. 4 (3), 1916; Jahrb. 11, 125, 1916.

2) L. W. Austin, a. a. O.

3) h, auf Grund von Beobachtungen mit kurzer Reichweite korrigiert
und annähernd gleich der halben Höhe bis zum geometrischen Mittelpunkte
gefunden. h, für andere Stationen zu 80 v. H. der Höhe bis zum geome-
trischen Mittelpunkte angenommen. Wirksame Höhe des Luftleiters in
Darien: 146 m.

4) L. W. Austin, a.a. O.

Mitteilungen aus der Praxis. 921

welcher die Gleichung (1) den allerniedrigsten Wert der empfangenen
Energiemenge darstellt, und nach welcher bei größeren Entfernungen
diese Mengen durch Reflektion an den oberen Schichten verstärkt werden.

Die Gleichung (3) liefert im Vergleich zu den Beobachtungs-
ergebnissen unsinnig hohe Werte, und das mag möglicherweise von
den verschiedenen Bauweisen und Handhabungsarten der Empfangs-
apparate usw. bei der Ableitung dieser Formel berrühren.

Die Gleichung (4) steht in engerer Übereinstimmung mit den
beobachteten Werten für kurze Entfernungen als die Austinsche
Formel. Bei den größeren Entfernungen sind indessen die Werte
äußerst hoch. Diese Formel, wie sie von Eccles angegeben worden
ist, nimmt für R einen Wert von 25 Ohm an. Bei diesen Berech-
nungen wurde das Glied R in die Gleichung eingeführt, wodurch der
Koeffizient 4,25 in 106,25 verändert wurde.

Es muß darauf aufmerksam gemacht werden, daß an verschiedenen

Stellen die Gleichungen (3) bzw. (4) als „Fullersche Gleichung“ an-
gegeben werden. Diese beiden Gleichungen stimmen keineswegs mit-
einander überein, und ohne einen Abdruck der Fullerschen Original-
arbeit!) würde man nicht entscheiden können, welcher dieser beiden
wirklich die „Fullersche‘“ ist.
Von den vier Gleichungen liefert Gleichung (2) die überein-
stimmendsten Werte und kann im großen Ganzen als enge Annäherung
angesehen werden. Man bemerkt, daß die nach Gleichung (2) berechnete
Hörbarkeit zu Arlington mit dem beobachteten Werte gut in Einklang
steht. Es liegt die Vermutung nahe, daß dies daher rühren mag, daß
Gleichung (2) auf Grund von Daten abgeleitet worden ist, die an jener
Station aufgenommen worden waren.

Ich habe viele Hörbarkeitsversuche auf Schiffen und an Küsten-
stationen vorgenommen, und wenn ich auch die gewonnenen Daten
nicht veröffentlichen kann, so kann ich doch feststellen, daß sich die
nach Gleichung (2) berechneten Werte als in guter Übereinstimmung
mit den beobachteten Werten stehend herausgestellt haben.

Eine einfache algebraische Lösung der Gleichung (2) nach den
Werten ‚für l und d ist unmöglich, weil diese Größen linear und
exponential auftreten. Zu dem Zwecke, die beobachteten Ergebnisse
mit der Gleichung (2) zu vergleichen unter Vorausbestimmung von
A, h, h, und I, für eine gegebene Reichweite und zur bequemen
Auflösung der Gleichung nach d, habe ich eine Übersichtstafel ange-

1) L. F. Fuller, a. a. O.
Jahrb. d. drahtl. Telegraphie u, Telephonie. 12, 34

522 Mitteilungen aus der Praxis.

fertigt. Diese Tafel ähnelt jener für Funkensender, die mein Mitarbeiter,
Herr H. G. Cordes, der Öffentlichkeit übergeben hat.!)

Der Radiofrequenzwiderstand des normalen Empfangssystems be-
trägt ungefähr 25 Ohm. Nehmen wir diesen Wert an und setzen
wir Gleichung (1) in englischen Einheiten an, so erhalten wir:

0,0877 d
Berges pr (5)
wo I, in Mikroampere,
I, in Ampere,
h, und h, in Fuß,
A in Metern,
d in Seemeilen
gerechnet wird.
Wenn wir Gleichung (5) algebraisch dividieren und logarithmisch
schreiben, erhalten wir:
I, À 0,0877 d
810757 en Boh p I h, L7 ya
In der Übersichtstafel ist eine Anzahl Kurven (die gestrichelten)

log ——— logo € — 108,0: (6)

für verschiedene Werte von I, mit den Ordinaten ShT und den Abszissen
ı"%
À

8
log- = zt log ———-—- ML
gezeichnet.

Für jede einzelne Wellenlänge aus einer Anzahl solcher sind weitere
Kurven (die ausgezogenen) mit denselben Abszissen gezeichnet, die durch
den Ausdruck

_ 0,0877d
yi
mit d als Ordinaten wiedergegeben werden.

Die I,-Kurven (die gestrichelten) sind nach den Hörbarkeiten be-
zeichnet, und zwar wurde dabei das schwingende Audion als Detektor
benutzt und die für die Hörbarkeit Eins erforderliche Energiemenge
zu 1,28 x 101° Watt?) angenommen sowie die Hörbarkeit Eins als propor-
tional I, vorausgesetzt. Die für die Hörbarkeit Eins bei 25 Ohm er-
forderliche Stromstärke bei Verwendung des Ultraudions als Detektor
ist daher 0,007 x10® Ampere.

loge — logd

1) Elektrical World 66 (23), 1915.
2) L. F. Fuller, a. a. O.

Mitteilungen aus der Praxis. = 528

Fuller fand, daß die aufgenommene Energiemenge, die bei Ver-
wendung eines kreisenden Tickers für die Einheit der Hörbarkeit er-
forderlich ist, 3,2 x1071% Watt!), oder bei 25 Ohm 3,56 Xx 107° Am-
pere beträgt. Da die Hörbarkeit sich beim Tickerdetektor proportional
der Stromstärke ändert, kann man in der Übersichtstafel die Hörbar-
keitskurven für diesen Detektor benutzen, wenn man die angegebene
TE O X N 0002 minitiolideri

3,58 x 107° ;

Bei Verwendung eines anderen Detektors als des Ultraudions
läßt sich der Wert der Kurven als Funktion von ZJ, leicht aus ihren
durch die Hörbarkeit ausgedrückten Werten bestimmen.

Um nach d aufzulösen, verfährt man bei einer gegebenen Sender-
apparatur folgendermaßen:

1. Man ermittelt EL, ; |

2. Man legt diesen Wert auf der Ordinatenskala links fest und
geht in horizontaler Richtung bis zum Schnittpunkt mit der ge-
strichelten Kurve für die gewünschte Hörbarkeit.

3. Von diesem Schnittpunkte aus geht man in vertikaler Richtung
bis zur ausgezogenen Linie für die benutzte Wellenlänge.

4. Von diesem letzteren Schnittpunkt aus geht man in horizontaler
Richtung nach rechts und liest den verlangten Wert von d an der
Ordinatenskala rechts ab.

Soll der Wert von vorausbestimmt werden, der erforderlich

1 2-8
ist, um eine gegebene Reichweite zu beherschen, so verfährt man gerade

umgekehrt wie bei der Bestimmung von d.

Um den Wert von I, zu finden, wie er sich aus Gleichung (2)
berechnet, geht man, wenn alle übrigen Faktoren bekannt sind, folgender-
maßen zu Werke:

1. Man legt auf der Ordinatenskala rechts d fest und geht in
horizontalerRichtung nach links bis zur ausgezogenen Kurve für die benutzte
Wellenlänge (Man verzeichnet die Abszisse dieses Schnittpunktes.)

2. Man ermittelt nh T, mi

3. Man legt diesen Wert auf der Ordinatenskala links fest und
geht von dort aus in horizontaler Richtung bis zu der bei 1. ver-

1) L. W. Austin, a. a. O.
34*

524 Mitteilungen aus der Praxis.

merkten Abszisse. Die Hörbarkeitskurve, auf welcher dieser letzte
Schnittpunkt liegt, gibt die verlangte Hörbarkeit. Falls dieser letzte
Schnittpunkt nicht genau auf einer der gezeichneten Hörbarkeitskurve
liegt, ist es eine ganz einfache Sache zu interpolieren. Um die Hör-
barkeit in Mikroampere über 25 Ohm anzugeben, multipliziert man
mit 0,007.

Bei Vorausbestimmungen benutze ich unter gewöhnlichen Ver-
hältnissen einen Sicherheitsfaktor vom Zwölffachen der verlangten
Mindesthörbarkeit. In Ausnahmefällen, etwa bei zwischenliegenden
Bergen, bei kurzen Entfernungen, und bei Verwendung kurzer Wellen-
längen würde ein Sicherheitsfaktor vom Sechzehnfachen der verlangten
Hörbarkeit nicht zu hoch sein.

Die Austin-Cohensche Formel!) für die Übermittelung bei Tages-
licht für gedämpfte Sender,

0,0015 d
PERL

ae Va (7)

stimmt, wie sich herausgestellt hat, bei Wellenlängen bis zu 4000 m

aufwärts und bei Entfernungen bis zu 2000 Seemeilen aufwärts da, wo

die Sender genügend lose gekoppelt waren, um nur eine einzige Welle

auszustrahlen, recht gut mit den beobachteten Ergebnissen überein.
In englischen Einheiten ausgedrückt wird Gleichung (7):

0,0577 d
no nchhl me

Durch Umformen und logarithmische Schreibweise erhält man:

L 2 0,08774
logoa + 108105 7,7, = — Om log, o e — log, o d. (9)

Es ist zu bemerken, daß die rechte Seite der Gleichung (9) mit
jener der Gleichung (6) identisch ist. Die ausgezogenen Kurven für
die Wellenlängen in der Übersichtstafel sind daher für Sender mit
gedämpften Wellen dieselben wie für solche mit ungedämpften.

Wäre in der Übersichtstafel eine Schaar von Kurven mit den

Ördinaten

À i s
n hT, und den Abszissen [10g 75, +108 TET gezeichnet,
: so könnte man diese Tafel sowohl für Sender mit gedämpften Wellen

verwenden als auch für solche mit ungedämpften.

1) Bull. Bur. Stand. 7 (3), 1911; 11 (1), 1914.

daa „Google

Mitteilungen aus der Praxis. 525

Herr Austin hat gefunden, daß eine Hörbarkeit gleich 16, oder
28 x 1078 Ampere über 25 Ohm, eine gute Verständigung über
atmosphärische und andere Störungen hinweg gewährleistet, wenn man
den elektrolytischen oder den Perikon-Detektor benutzt.

Um die Übersichtstafel auch für den Verkehr mit gedämpften
Wellen verwendbar zu machen, habe ich die Kurve in Punkten und
Strichen gezeichnet, bei der der Wert von I, zu 28X 107° Ampere
- angenommen worden ist.

Wenn ich auch zugebe, daß weniger eine Formel als eine Theorie
für die Übermittelung verlangt wird, glaube ich doch, daß weitere
Daten über die Übermittelung ungedämpfter Wellen nicht unerwünscht
sein dürften, und deshalb unternehme ich diesen Versuch, zu einer
Betätigung nach dieser Richtung hin den Anstoß zu geben.

Zusammenfassung.

Die Übermittelungsformeln von Sommerfeld, von Austin, von
Fuller und von Eccles werden mit den verfügbaren Daten ver-
glichen. Dabei gelangt Verf. zu dem Schluß, daß die Austinsche Formel
mit der größten Annäherung richtig ist. Der Verfasser teilt eine Über-
sichtstafel mit, mit deren Hilfe man, wenn von den sechs Größen:
Wellenlänge, Höhe des Senderluftleiters, Höhe des Empfangsluftleiters,
Übermittelungsstrecke, Senderstromstärke und empfangene Hörbarkeit,
fünf beliebige gegeben sind, leicht die sechste erhalten kann. Zwar ist
die Tafel vornehmlich für den Empfang ungedämpfter Wellen unter
Verwendung des Ultraudions bestimmt, doch läßt sie sich, wie dar-
getan wird, auch für andere Empfänger und für den Empfang ge-
dämpfter Wellen benutzen.

(Nach Proc. Inst. Radio Eng. 5 (1), Febr. 1917, S. 25—31, aus
dem Englischen übersetzt von Max Ikle.)

(Eingegangen 25. Mai 1917.)

Adresse des Übersetzers: Dr. Max Ikle, Berlin-Zehlendorf (Wannsee-
bahn), Milinowskistraße 31.

526 Mitteilungen aus der Praxis.

Konstruktive Bestimmung der Wellenlänge aus Kapazität
und Selbstinduktion.

Von Aage S. M. Sörensen.

Bekanntlich bestimmt sich für einen Schwingungskreis mit Selbst-
induktion L cm, Kapazität C cm, die Wellenlänge in cm aus der
Gleichung

= 2nYL-C. (1)-

falls der ohmische Widerstand vernachlässigt werden kann. In einer
früber im Jahrbuch!) erschienenen Arbeit, hat der Verf. diese Gleichung
analytisch-stereometrisch behandelt, und hierdurch ein Verfahren zur
graphischen Bestimmung der Wellenlänge aus Kapazität und Selbst-
induktion abgeleitet. Die Gleichung stellt in einem dreidimensionalen
Koordinatensystem eine Kegelfläche dar, unì zwar ist dieser Kegel
elliptisch (schief cirkulär) Die Spitze liegt im Anfangspunkt, aber
die Verbindungslinie zwischen Spitze und Zentrum eines Kreisschnittes
ist nicht senkrecht zu der Ebene des Kreises. In der früheren
Arbeit wurden verschiedene ebene Schnitte in dieser Kegelfläche be-
handelt. So sind z. B. die Schnitte parallel zu AC- oder A L-Ebene
die gewöhnlichen Wellenmesser-Eichkurven. Schnittebenen durch die
A-Achse, senkrecht zur LC-Ebene wurde für das genannte graphische
Verfahren verwendet, während Schnitte parallel zur LC-Ebene, welche
die Hyperbeln

L:C=—,=k | (2)

geben, von Rein?) benutzt worden sind zur Herstellung einer Wellen-
längekarte, indem die Hyperbeln in logarithmische Koordinaten nach
der Gleichung

log L + log C = log k

durch Geraden dargestellt werden. In Fig. 1 ist die Fläche durch
mehrere derartige Schnitte stereoskopisch dargestellt.

1) Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie, Bd. 6, 1913, S. 429.
2) H. Rein: Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie. 1917. Tafel 1.
3) E. T. Z., 1917, Heft 38.

Mitteilungen aus der Praxis. 527°

In einer Abhandlung, die vor kurzem in der Elektrotechnischen
Zeitschrift erschien), hat der Verf. auch Schnitte zwischen den Kegelflächen
und Ebenen, die senkrecht zur ZC-Ebene sind, aber nicht durch die
A-Achse gehen behandelt und dadurch ein Verfahren zur konstruktiven
Bestimmung der Wellenlänge aus Kapazität und Selbstinduktion ab-
geleitet, das im folgenden beschrieben werden soll.

Fig. 1.

Wir betrachten zunächst eine Schnittebene senkrecht zur LC-Ebene,
die mit den A L- und A C-Ebenen Winkel von 45° bildet, also von

der Gleichung
L+C=K. (3)

Die Schnitikurve ist eine Ellipse. Die eine Achse ist die Spurlinie RS
in der LC-Ebene (Fig. 2) Hat der Mittelpunkt M die Koordinaten

L=(C=a ist die Halbachse also =aY2, die andere Halbachse ist die
A-Koordinate in M also

=-/=2nYa-a=2na,
so daß die Exzentrizität der Ellipse

js aV2 _ 1

2ru ayz

. 598. Mitteilungen aus der Praxis.

ist. Dreht man die Schnittebene um irgend eine senkrechte Gerade
(+ der A-Achse), so erhält man Schnittellipsen von einer anderen Exzen-
trizität. Für eine gewisse Stellung der Schnittebene wird die Exzen-

Fig. 2.

trizität =1, die Kurve also ein Kreis In Fig. 3 sei RS die Spur-
linie dieser Ebene. Die Schnittkurve ist um RS gedreht bis sie in
der LC-Ebene liegt. Der Kreis hat den Halbmesser RS und geht

Fig. 3.

durch O. Hat man ein für allemal die Richtung von RS bestimmt,
(also den Winkel œ) kann man durch eine leichte Konstruktion für jedes
gegebene C und L die zugehörigen A bestimmen. Durch den Punkt P,

Mitteilungen aus der Praxis. 529

(Fig. 3) mit dem gegebenen L und C-Koordinaten zieht man R, S RS
und P, N L R, Siin P, , zeichnet einen Halbkreis über R, S, (durch
O gehend) der PR Niin M, schneidet. Dann ist PM =å. Der
Winkel « läßt sich leicht aus der Fig. 3 bestimmen. Es ist nämlich:

C = RPecos«e und L= PSsin«

ferner 22? = RP-PS=4:7°:L:C
also
22 = RP: PS = 4n? . RPcosu» PSsin« = 2 a2. RP. PS: sin? «

Da der Winkel zu klein ist, um mit ausreichender Genauigkeit
gezeichnet werden zu können, eignet sich diese Konstruktion jedoch
nicht für praktischen Gebrauch. Die zuerst betrachteten Schnitte, die
Winkel von 45° mit den senk-
rechten Bildplänen bilden (« = 45°)
haben den Vorteil, daß die Spur-
linie äußerst einfach bestimmt ist,
wogegen in diesem Falle die ellip-
tische Schnittkurve keine einfache
Bestimmung des Ordinats erlaubt.
Dieses wird aber erreicht, wenn
man den Maßstab für 4A ändert.
Setzen wir nämlich

A=nYy2-Z=2nyYLC

so wird

Fig. 4.

2? = 2LC.

Diese Fläche ist ein Umdrehungskegel, und die Schnitte mit den
Ebenen
L+C=K

sind Kreise. Nach Niederlegung des Kreisschnittes in die LC-Ebene
erhält man die Fig. 4, worin die Bezeichnungen die gleiche Bedeutung
haben wie in Fig. 3, bloß das PN jetzt nicht = A sondern

PN=z= —
ny2

530 Mitteilungen aus der Praxis,

- ist, also

à = n y2. PN
und

4 ORS = 45°;

die Konstruktion bleibt sonst dieselbe wie oben beschrieben und in

Fig. 3 dargestellt; und PN kann direkt als Maß für A benutzt werden,
wenn man sich erst einen entsprechenden Maßstab konstruiert. Aus
Fig. 4 läßt sich auch leicht ein plangeometrischer Beweis für die
Richtigkeit der Konstruktion ableiten.

Es ist nämlich

PR=(CY2 und PS=Ly2

und
PN?=PR.PS
also
PN? = (y2:.L-V2=2CL
oder
2n?. P? =4n?.L-C=)}
i. e.

à = a y2- PN. g'e.d.

Maßstabänderungen im Verhältnis nach ganzen Potenzen von 10
sind auch leicht durchzuführen.
Ist nämlich
C=cx 10%
L= x 10%
so wird
L= 2 aV ce. 10% .1- 10+? =2 g. 10+ Ve.l.

d. h. das Diagramm bleibt unverändert bei Maßstabänderungen nach
Potenzen von 10 im Verhältnis:

n: (m+ 2p): (n+p).

Die Fig. 5 zeigt eine Wellenlängekarte, bestehend aus mehreren
niedergelegten Kreisschnitten, mit den zugehörigen Maßstäben. Für

Mitteilungen aus der Praxis. 581

praktische Zwecke zeichnet man die Karte auf Millimeterpapier. Die
Spurlinie und die hierauf senkrechten Ordinaten, lassen sich dann ohne

32H Ch aa AHHH SER ZANBSBRE
NERBEER = HH- ERBERBERREBEBEE
SE ee
NII) TI TI TFT)
HHRHH HHHH PENEEOAOSSER MINERARE
N N
NIITN IT TI HH

| I II 1 1 |
BENZRISEBERE if Ee tHL PENRNETENE

u un
NHAN HNHH BEEIEESERnE SuSE HERBEBZEEE
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RENTAS S ASSAS
EE HN EHN HA A HN AHAA N IN
TURNJEBX HH a a S emn

A TTA Ir I YNDNA |

A
m
|
|

Fig. 5.

besondere Konstruktion längs der Diagonale des Koordinatennetzes ein-
legen, so daß bloß die Kreise zu zeichnen sind.
(Eingegangen 30. November 1917.)

Adresse des Autors: Oberingenieur Aage S. M. Sörensen,
Berlin-Lichterfelde, Marienstr. 12.

532 Mitteilungen aus der Praxis.

Über das Wesen und die Ausschaltung von Störungen‘.

Eine auf Veranlassung der Niederländisch-Ostindischen Telegraphen-
verwaltung unternommene Untersuchung.

Von Cornelis J. De Groot.

Inhaltsangabe. Naeh einer allgemeinen Erörterung der Vorzüge
der drahtlosen Telegraphie und der Telegraphie mittels Unterseekabels
werden einige Stationen des Niederländisch-Ostindischen Dienstes beschrieben.
Alsdann geht der Verfasser auf eine Einteilung und Analyse der Störungen
ein und beschreibt einige Verfahren zu ihrer Ausschaltung. Die täglichen
Änderungen der Störungen und ihre Änderungen mit der Jahreszeit werden
ausführlich beschrieben, und es wird dargetan, daß diese die Ecelessche
Theorie tropischer Gewitter als Ursprung aller Störungen nicht stützen.

Vergleichung zwischen drahtlosem und Kabelverkehr in den Tropen.

Eine der störendsten Erscheinungen, denen man beim drahtlosen
Verkehr auf große Entfernungen begegnet, wo die Signale für gewöhnlich
schwach sind, und wo ihre Stärke veränderlich ist, bilden die atmos-
phärischen Störungen. Diese beeinträchtigen den drahtlosen Verkehr
während des Sommers in gemäßigtem Klima ernstlich. Ihre Größe
wächst in den Tropen in überwältigendem Maße, besonders in jener
Jahreszeit, wenn die Sonne ihren höchsten Stand erreicht, und dann
ist es für den Radioingenieur eine überaus schwierige Aufgabe, den
Verkehr herzustellen und aufrecht zu erhalten. Besonders ungünstig
ist unter solchen Verhältnissen der Vergleich zwischen den Kosten der
Unterhaltung und der Zuverlässigkeit des drahtlosen Verkehrs einerseits
und jener mittels Unterseekabels andererseits.

Die Niederländisch-Ostindische Telegraphenverwaltung hat bereit-
willig die schwierige Aufgabe auf sich genommen, den drahtlosen
Verkehr auf regelmäßiger Grundlage in einem tropischen Klima ein-
zurichten. Besondere Umstände schrieben die Wahl des drahtlosen
Betriebes vor, wobei die Ausführbarkeit eines solchen Verkehrs selbst
unter so ungünstigen Verhältnissen angenommen wurde, wie sie in
den Tropen vorliegen.

Diese Umstände sind die folgenden:

a) Der Ostindische Archipel besteht aus einer großen Anzahl von
Inseln, die durch Meerengen und Meere von gewaltiger Tiefe von ein-

1) Auszug aus einer im Institute of Radio Engineers, New York, vor-
getragenen Arbeit.

Mitteilungen aus der Praxis. 533

ander getrennt sind, wobei Tiefen von 3600 m ganz gewöhnlich sind.
In dieser Gegend sind Erdbeben und ähnliche Störungen des Meeres-
bodens häufig, und die Küstenlinie steigt steil an. Solche Verhältnisse sind
für das Arbeiten mit Unterseekabeln nicht günstig, denn sie machen
Ausbesserungen in so großen Tiefen schwierig und zuweilen unmöglich,
Die große Ausdehnung des Archipels, die in der Länge nahezu 5000 km
beträgt, würde es erforderlich machen, zwei Kabeldampfer mindestens
jederzeit in Bereitschaft zu halten, und die große Häufigkeit von Erd-
beben und Meeresstörungen ähnlichen Charakters würde häufige Brüche
zur Folge haben. l

b) Drahtlose Stationen bieten überdies den Vorteil, den Verkehr
mit Schiffen auf See zu unterhalten.

c) Ein weiterer Grund dafür, an das Unternehmen heranzutreten,
einen zuverlässigen drahtiosen Dienst in diesem Tropengebiet einzu-
richten, lag in der anscheinenden Geringfügigkeit des Risikos, wenigstens
zu Beginn des Unternehmens. Die Telefunkengesellschaft in Berlin
ging mit der Niederländischen Regierung einen Vertrag über die Er-
richtung der Stationenkette ein, und zu der Zeit, da dieser Vertrag
geschlossen wurde, kannte man auf Grund langjähriger Erfahrung die
Kosten für die Einrichtung, die Unterhaltung und die Ausbesserung
von Unterseekabeln. Der Vergleich zwischen dem drahtlosen und dem
Kabelverkehr erschien recht günstig und ein Wettbewerb zwischen
beiden nicht unmöglich. Die Stationen haben sich durch den strate-
gischen Wert, den sie, wie sich im Verlaufe des gegenwärtigen Krieges
gezeigt hat, besitzen, reichlich bezahlt gemacht.

Andererseits war die Notwendigkeit, diese Stationen so zu ver-
größern, daß sie das Sechs- bis Achtfache ihrer gegenwärtigen Energie-
menge ausstrahlen, der finanziellen Vergleichung zwischen drahtlosem
und Kabelverkehr durchaus ungünstig und für den drahtlosen Dienst
nachteilig.

Trotzdem bin ich überzeugt, daß bei Verwendung neuzeitlicher
drahtloser Apparate, und wenn die Freiheit besteht. unabhängig von
den Wünschen des Unternehmers geeignete Örtlichkeiten zu wählen,
der drahtlose Verkehr jenem mittels Unterseekabels unter gewissen
bestimmten Bedingungen stets vorzuziehen sein wird.

Die Arbeitsbedingungen in den Tropen.

Die systematische Untersuchung über die Ausbreitung der aus-
gestrahlten Energie und das Wesen der Störungen ist für den Wissen-
schaftler von großem Interesse. In der vorliegenden Veröffentlichung

534 Mitteilungen aus der Praxis.

wird nur jener Teil dieser Arbeit zusammengefaßt, der sich unmittelbar
mit den Störungen beschäftigt. Die geographische Lage der Stationen
ist folgende:

Es handelt sich um die Stationen Landangan 7° 40’ südlicher
Breite und 114° östlicher Länge im östlichen Teile der Hauptinsel
und um zwei weitere Stationen in Oiba und Noesanive, die nur Re-
gierungssitze zweiten Ranges sind. Die ausführende Firma hatte es
übernommen, einen dauernden Verkehr zwischen Landangan und Oiba,
1090 km, und von Oiba nach Noesanive, 890 km, herzustellen. Die
Versuche wurden aber in der Richtung erweitert, daß sie auch
den nicht garantierten unmittelbaren Verkehr zwischen Landangan und
Noesanive, 1620 km, umfaßten.

Alle drei Stationen waren nach demselben Plan gebaut und hatten
dieselbe Leistung; und zwar wurde die tönende Löschfunkenanlage der
Telefunken-Gesellschaft benutzt nach dem sog. Normaltyp 5 T. K. (d. h.
mit 5 Kw im Luftleiter. Der primäre Antrieb erfolgte durch eine
Gasolinmaschine, System Deutz, von 28 HP, die mittels komprimierter
Luft angelassen wurde und durch Riemenübertragung einen Generator
und Erreger von 10 Kw und 5000 Touren antrieb. Der Generator
speiste den Umformer von 220 auf 12500 Volt mit geschlossenem
Kern, und dieser lud eine Gruppe Leidener Flaschen auf. Letztere
entluden sich nahezu 1000 mal in der Sekunde durch eine luftgekühlte
Wiensche Funkenstrecke mit Silberoberfläche, die sich aus 14 hinter-
einandergeschalteten Strecken zusammensetzte. Da das Generatorsystem
in der Nähe der Resonaz betrieben wird, entsteht im Empfangssystem
ein hoher Ton.

Der Luftleiter und die geschlossenen Schwingungskreise waren
eng und unmittelbar gekoppelt, und es konnte leicht jede der vier
zuvor bestimmten Wellenlängen ausgestrahlt werden. Diese Wellen-
längen betrugen 600 m für den Verkehr zwischen Schiffen und der
Küste sowie 1200, 1600 und 2300 m für den Verkehr auf große
Entfernungen. Es stellte sich heraus, daß die Wellenlänge von 1600 m
für den unmittelbaren Verkehr zwischen den drei Hauptstationen,
_ namentlich zur Tageszeit, die wünschenswerteste war. Bei Nacht war
die Wellenlänge von 600 m, die bei Tage nicht wünschenswert war,
annähernd ebensogut wie die Wellenlänge von 1600 m.

Nach Vorversuchen mit Wellenlängen bis hinauf zu 3500 m ent-
schieden sich die Unternehmer dafür, die Wellenlänge von 1600 m
als Betriebswellenlänge bei Tage und bei Nacht zu nehmen.

Die längeren Wellen wurden von einer vierdrähtigen Schirm-

Mitteilungen aus der Praxis. 535

antenne, oder vielmehr von einer X-fürmigen Antenne, mit einer Gegen-
erde aus 12 kupferplatierten Stabldrühten ausgestrahlt.

Sowohl die Luftleiter wie das Gegengewicht (das auf die durch-
schnittliche Höhe von 60 m gehoben wurde) wurden von einem in
der Mitte angeordneten stählernen Gitterturm von 85 m Höhe getragen.
In zwei von den drei Stationen waren die Masten und Türme von
einander und von der Erde durch Glasplattenisolatoren isoliert, aber
in der Station Noesanive machten häufige Erdbeben es notwendig.
diese Bauart zu vermeiden, und hier wurden der Turm und die Masten
alle unmittelbar miteinander verbunden. Der Flächenraum aller
Stationen betrug 220 bei 440 m, und der Turm stand im Mittelpunkte
der rechteckigen Fläche. Vier weitere nur 16 m hohe Masten waren
in den Ecken vorgesehen, um das Halten der vier Luftleiterdrähte zu
ermöglichen. Diese vier Masten trugen auch acht von den Drähten
des Gegengewichtes. Vier 7 m hohe Stangen trugen die übrigen vier
Drähte des Gegengewichtes. Die Grundwellenlänge des großen Luft-
leiters beträgt ungefähr 1100 m, und seine Kapazität bei 1600 m
Wellenlänge war ungefähr 0.00266 Mf. Die entsprechenden Zahlen
für die kleineren Luftleiter waren 450 m für die Grundwellenlänge
und 0,00156 Mf für die Kapazität. Es wurde im Luftleiter eine
Leistung von ungefähr 4 Kw für die Wellenlänge 600 m und von
5 bis 7 Kw für die größeren Wellenlängen gemessen.

Für den Empfang war die normale Empfangsanordnung der Tele-
funken-Gesellschaft mit Kristalldetektor rorgesehen. Sie besteht aus
einem abstimmbaren Luftleiterkreis und einem mit diesem magnetisch
und eng gekoppelten aperiodischen Sekundärsystem. Das Sekundär-
system enthielt den Kristallgleichrichter und das Telephon. Die in
der Praxis angewandte Koppelung ergab das lauteste Ansprechen des
Telephons, d.h. die Koppelung war die sog. „ökonomischste“, bei welcher
die Hälfte der Luftleiterenergie in nutzbare Energie im Detektor um-
gewandelt wird. Somit wird die höchstmögliche Energieumwandlung
erreicht.

Dieses Verfahren liefert zwar die größte Signalstärke und daher
die größte Reichweite für die Übermittelung, sie ist aber von zweifel-
haften Wert, wenn die Ausschaltung störender Signale oder atmos-
phärischer Störungen in Betracht kommt, da die Dämpfung des Luft-
leiters gegenüber jener des unbelasteten Luftleiters verdoppelt wird.
Die Selektivität wird daher verringert, und der Detektorkreis ist zu
eng mit dem Luftleiterkreise gekoppelt und nimmt die übertragenen

536 Mitteilungen aus der Praxis.

und erzwungenen Schwingungen, wie die Störungen im Luftleiter, auf,
oder spricht auf sie an.

Was das Geben anlangt, so erwies sich der große Luftleiter mit
Gegengewichtserde für alle vier Wellenlängen als das Günstigste.
Für den Empfang dagegen erhielt man die besten Ergebnisse bei
Verwendung einer leitenden Erde, und zwar betrug der relative
Vorteil beim Empfang nicht weniger als 50°, im Vergleich zur
Gegengewichtserde.

Die Detektoren waren solche mit Siliziumkristallen, und es wurden
keinerlei Vorsichtsmaßregeln zur Vermeidung der in diesem Teile der
Erde herrschenden gewaltigen Störungen getroffen.

Außer den zwischen den drei bereits erwähnten Stationen ange-
stellten Versuchen wurden noch einige Versuche mit der Station in
Aer-Melek (von derselben Bauart wie die drei vorgenannten Stationen,
aber nur mit der halben Leistung), mit Kriegsschiffen und mit einer
kleinen altmodischen Station auf Batavia ausgeführt.

Einteilung und Ausschaltung der Störungen.

Wie in der Praxis der drahtlosen Telegraphie allgemein bekannt,
erzeugen diese Störungen im Telephon des Telegraphisten ein zischendes,
knackendes oder rasselndes Geräusch und rühren nicht von anderen
Stationen oder elektrischen Kraftanlagen in der Nachbarschaft her,
sondern werden durch den Äther fortgepflanzt und daher in derselben
Weise aufgenommen wie die an anderen Punkten entstehenden Signale,
Der Ursprung der Störungen ist in vielen Fällen vollkommen klar
erkennbar, in anderen Fällen aber kaum nachweisbar. Im allgemeinen
sind Störungen am schlimmsten zur Nachtzeit und in den Tropen,
und ihre Stärke und ihr Charakter sind eine Funktion der Tages- und
der Jahreszeit. Am meisten wird man durch Störungen während
jener Monate belästigt, in denen die Sonnenhöhe am größten ist, und
infolgedessen treten die Perioden mangelhafter Nachrichtenübermittelung
nicht auf der ganzen Erde gleichzeitig auf. In den Tropen ist die
ungünstigste Zeit die des Westmonsuns oder Passatwindes, die etwas
später ist als jene der größten Sonnenhöhe. Die Perioden des Störungs-
maximums fallen zusammen mit jenen ausgesprochenen Schwächerwerdens
und ausgesprochener Abnahme der Signalstärke bei Tage. An einigen
der Empfangsstationen geht diese Abnahme soweit, daß die Signale
unhörbar werden. Indessen waren die nächtlichen Störungen nicht
viel schlimmer als die während des Nachmittags auftretenden, und bei
den benutzten Wellenlängen stiegen die nächtlichen Signale in dieser

Mitteilungen aus der Praxis. 537

Gegend der Erde auf eine Hörbarkeit von mindestens 1000 und wurden
somit mehr als dreißigmal so stark wie die besten Signale bei Tage.
Infolgedessen war es möglich, die verzögerten Nachrichten bei Nacht
durchzugeben, indem man mit sehr geringen Geschwindigkeiten arbeitete
und die Nachrichten mitunter bis zu sechsmal wiederholte. Auf diese
Weise wurde unter außerordentlicher Belastung der Teiegraphisten
keine Nachricht um mehr als 48 Stunden verzögert. Wie ersichtlich
sein wird, darf man, wenigstens bei den bestehenden Stationen, einen
Verkehr von einer Zuverlässigkeit desselben Grades, wie sie bei den
Unterseekabeln vorhanden ist, nicht erwarten. Immerhin arbeiteten
die Stationen während der günstigen Jahreszeit zufriedenstellend, und
ınan konnte während eben dieser Jahreszeit mit derselben Zuverlässigkeit
und derselben Geschwindigkeit rechnen wie bei Unterseekabeln.
Während der ungünstigsten Zeiten war für eine ausreichende
Verständigung ein sechs- bis achtmal so großer Energieaufwand er-
forderlich wie in der günstigen Jahreszeit. Selbst bei Anwendung
dieser gesteigerten Energiemenge gab es täglıch ein paar Stunden,
während derer der Betrieb eingestellt werden mnBte, weil es unmöglich
war, die allerschlimmsten Störungen und Gewitter auszuschalten. Die
Beobachtungen wurden so angestellt, daß sich eine Einteilung der
Störungen nach folgenden Gesichtspunkten ergab: a) nach der Größe
der Unzuträglichkeiten, zu denen sie führten, und nach dem Maße,
indem sie den Verkehr beeinträchtigten (hauptsächlich im Hinblick auf
Lautstärke und Häufigkeit der Wiederkehr); b) nach der scheinbaren
Verschiedenheit ihrer Beschaffenheit oder ihrer elektrischen Merkmale,
so daß danach eine Bestimmung ihres Ursprungs ermöglicht wurde;
c) danach wurden eingehende Versuche eingeführt, um die einzelnen
Klassen wie sie unter (b) genannt sind, von einander zu scheiden.

A) Einteilung der Störungen nach der Lautstärke und nach der
Häufigkeit ihrer Wiederholung.

Die hier in Frage kommenden Größen wurden von den Tele-
graphisten in der Regel zweimal stündlich im Einklang mit einer
weiter unten angegebenen Skala der Werte schätzungsweise ermittelt.
Gleichzeitig wurden die Bewölkung in der Umgebung der Station, die
Temperatur, der Feuchtigkeitsgrad, der Luftdruck, die Windrichtung
und die Windstärke festgestellt. Die Skala der Werte ist eine Skala
für den praktischen Verkehr und soll im Hinblick auf die tatsächlichen
Betriebsverhältnisse dienen. Die Skala lautet folgendermaßen:

Jahrb. d. draht]. Telegraphie u. Telephonie. 12. 35

538 Mitteilungen aus der Praxis,

0. Keine Störung. — (Dieser Fall trat niemals ein.)

1. Schwache Störungen. — Die Stärke dieser Störungen war so
groß, daß sie einer Lautstärke bei 100 Ohm Nebenschluß zu einem
Telephon von 1000 Ohm Widerstand entsprach. Eine solche Hörbar-
keit wird gewöhnlich als eine „zehnfache Hörbarkeit“ bezeichnet. Ein
Signal von dieser Lautstärke werden wir fortan als ein
Normalsignal bezeichnen.

2. Mittlere Störungen. — Solche Störungen waren zwar beim
Empfang des Normalsignals bis zu einem gewissen Grade lästig, ge-
statteten aber immerhin noch den Verkehr.

8. Starke Störungen. — Solche Störungen waren zwar lästig,
unterbanden aber den Verkehr nicht gänzlich.

4. Heftige (oder sehr heftige) Störungen. — Solche Störungen
machten den Verkehr mit dem Normalsignal ganz unmöglich, ge-
statteten aber das Arbeiten mit sehr starken Signalen (mit einer Hör-
barkeit zwischen 500 und 1000).

5. Überwältigende Störungen und Gewitter. — Derartige Störungen
machten natürlich einen Verkehr ganz unmöglich, wurden aber fast
niemals wahrgenommen.

Die folgenden Signalstärken sind wünschenswert, wenn man 1000
Funken in der Sekunde im Sender und eine gewöhnliche Übermittelungs-
geschwindigkeit von 12 Wörtern in der Minute anwendet:

Klasse 1: Signale von 10Ofacher Hörbarkeit (100 Ohm parallel zu
einem Telephon von 1000 Ohm);

Klasse 2: Signale von 20- bis 30facher Hörbarkeit;

Klasse 3: Signale von 60facher Hörbarkeit;

Klasse 4: Signale von 250- bis 500facher Hörbarkeit.

Neben der angegebenen Einteilung der Störungen nach den Stärke-
graden 0 bis 5 wurden diese atmosphärischen Störungen von Zeit zu
Zeit (wenn sie sehr laut waren) mittels eines Kelvinschen Heber-
schreibers, wie man ihn bei der Telegraphie mit Unterseekabel benutzt,
auf ein laufendes Papierband aufgezeichnet. Bei der Betrachtung dieses
Papierbandes ergibt sich klar, daß im Jahresdurchschnitt nachmittags
die atmosphärischen Störungen Anlaß zur Entstehung elektromotorischer
Kräfte von mehreren Volt im Detektor geben.

Störungen der ärgsten vorkommenden Gruppe (also solche, die in
die Klassen 4—4,5 fallen würden) zwangen den Schreibheber, vom
Papierstreifen abzuweichen und müssen im Detektor gleichgerich-
tete Ströme von der Größenordnung von etwa 3000 Mikroamp. er-
zeugt haben.

Mitteilungen aus der Praxis. 539

Angesichts der Tatsache, daB das Normalsignal von zehnfacher
Hörbarkeit in der Registrierspule nur 0,15 Mikroamp. hervorbrachte,
und daß ein Signal von 500facher Hörbarkeit (wie es fast bei allen
Störungen empfangen werden konnte) nur 7 Mikroamp. erzeugte, ist
es geradezu erstaunlich, daß sich die Signale durch die Störungen
hindurch so leicht aufnehmen lassen, wie es der Fall ist. Die Über-
legenheit musikalischer Signale liegt auf der Hand, denn solche lassen
sich aus Geräuschen herausschälen, die in den Spulen des Schreib-
apparates oder im Telephonempfänger Gleichströme erzeugen, deren
Stärke 400- bis 500 mal so groß ist wie jene des dem eigentlichen
Signal entsprechenden.

Diese sehr starken atmosphärischen Störungen haben zur Folge,
daß manche Wörter verloren gehen. Es ist indessen klar, daß ein
Signal, welches durch alle Störungen hindurchdringt und eine 500-fache
Hörbarkeit besitzt, auf dem Papierstreifen einen Ausschlag von nur
0,02 mm ergibt und daher nicht wahrnehmbar ist. Andererseits stellten
dauernde knackende atmosphärische Störungen geringer Amplitude, die
zu keinerlei Ausfall von Signalen führten, noch Störungen dar, die
20mal so stark wie Signale von 500facher Hörbarkeit oder noch
stärker waren. Hieraus ergibt sich abermals klar die Überlegenheit
musikalischer Signale.

B) Einteilung der Störungen nach ihrer elektrischen Natur und
ihrem Ursprung.

Die Stärke der Störungen und die Häufigkeit ihrer Wiederkehr
waren die wichtigsten Faktoren vom Standpunkte des Technikers aus,
denn sie bestimmten die im Empfänger erforderliche Signalstärke und
somit den Energieaufwand an der Senderstation.

Der Ursprung der Störungen und die Art ihrer Fortpflanzung
sind von höchstem wissenschaftlichem Wert, wenngleich ihre Kenntnis
auch dem Techniker die Herstellung von Verbesserungen zur Unschäd-
lichmachung der Störungen erleichtert, die somit auch die Aufrecht-
erhaltung des Betriebes mit geringerem Energiesufwand in den Stationen
gestatten. Um diese notwendige Kenntnis zu erlangen, wurden die
Telegraphisten beauftragt, die typischen Eigenschaften der empfangenen
Störungen zu verzeichnen, damit eine mögliche Einteilung dieser nach
ihrem Ursprung in Betracht gezogen werden könne. Es wurden drei
verschiedene Arten atmospärischer Störungen verzeichnet:

Erste Art: Lautes und plötzliches Knacken, das in mehr oder

minder weit auseinanderliegenden Gruppen auftritt. Wenn solche
35*

540 Mitteilungen aus der Praxis.

Störungen nicht mit anderen untermischt sind, beeinträchtigen sıe den
Verkehr nicht ernstlich. Im allgemeinen haben sie zur Folge, daß
ein einzelnes Wort in einer Nachricht bei jeder der weit auseinander-
liegenden Gruppen verloren geht, und es stellte sich heraus, daß sie
ihre Ursache in nahen oder entfernten Blitzschlägen haben.

Zweite Art: Ein beständiges Zischen im Telephonempfänger, das
den Eindruck eines sanft fallenden Regens oder des Geräusches durch
Röhren fließenden Wassers macht. Störungen dieser Art treten nur
gelegentlich auf, wenn sich in der Nähe des Empfangsluftleiters dunkle,
tiefhängende elektrisch geladene Wolken befinden.

Das zischende Geräusch im Telephon sowie der Umstand, daß der
mit dem Galvanometer in Reihe liegende Kondensator den Ausschlag
veränderte, aber ihn nicht aufhielt, sind ein Beweis dafür, daß nicht
gewöhnliche Gleichströme vorlagen, sondern in einer Richtung ver-
laufende Impulse. Der gewöhnliche Verlauf der Dinge bei Störungen
dieser Art war folgender: Das Galvanometer zeigte etwa eine Viertel-
stunde lang einen erhöhten Ausschlag und erreichte einen Höchstwert
bei einer Effektivstromstärke von etwa 0.3 Milliamp. Danach nahm
der Ausschlag während einer weiteren Viertelstunde ab, und die Stö-
rungen wurden wieder normal.

Zur gleichen Zeit zeigten ankommende Signale das entgegengesetzte
Streben, schwächer und schwächer zu werden, und begannen nach einer
Viertelstunde zuzunehmen, bis am Ende der Störung die normale
Signalstärke wieder erreicht wurde.

Man hat das ‚Schwächerwerden der Signale auf die Änderung der
Konstanten des Luftleiters durch die vorüberziehenden Wolken zurück-
geführt, sowie auch auf die Änderung der Signalstärke infolge einer
Überlastung des Detektors.

Da Störungen dieser Art ziemlich selten sind und nur kurze Zeit
andauern, beeinträchtigen sie den Verkehr nicht ernstlich und bieten
mehr wissenschaftliches als technisches Interesse. Diese Störungen
können von einem physischen Kontakt des Luftleiters mit geladenen
Teilchen oder von einer unsichtbaren Büschelentladung des Luftleiters
zu den tiefhängenden und stark geladenen Wolken hin herrühren.
Der Umstand, daß der induzierte Strom im Luftleiter synchron mit
dem Kommen und Gehen der Wolken zu- und abnimmt, läßt auf die
Richtigkeit der letzterwähnten Lösung schließen.

Dritte Art: Die Störungen dieser Art verursachen ein anhaltendes
Jasselgeräusch im Telephon, das zuweilen dem Abbröckeln von Mauer-
werk ähnelt. Derartige Störungen sind immer vorhanden. Ihre

Mitteilungen aus der Praxis. 541

Stärke ist eine Funktion der Jahreszeit, und sie sind am lästigsten
nachmittags und nachts.

Da diese Störungen ihrem Wesen nach andauernd sind, sind sie
am schwierigsten zu behandeln; tatsächlich unterbinden sie denn auch
häufig den Verkehr vollständig.

Die Störungen der ersten und der dritten Art beeinflussen die
Lautstärke der Signale keineswegs in merklichem Maße, wie es bei
denen der zweiten Art der Fall ist. Die Signale werden nur durch
die überwiegende Lautstärke der Störungen geradezu überwältigt. So-
weit diese Störungen in Europa bekannt waren, hat man sie zumeist
auf entfernte Tropenzewitter zurückgeführt. Auf dieser Annahme be-
rubt die bekannte Theorie von Eccles. Andererseits hat Herr Dieck-
mann gezeigt, daß andere Störungen möglicherweise durch plötzliche
Änderungen in der Potentialverteilung in nahe der Erde gelegenen
Luftschichten hervorgerufen werden können.

C) Versuche, die Störungen der verschiedenen Arten voneinander
zu trennen.

Die Hilfsmittel zur Untersuchung in dieser Richtung hat Dieck-
mann selbst dadurch angegeben, daß er die Anwendung eines aperio-
dischen Schutzkäfigs rings um den Luftleiter empfohlen hat. Ein solcher
Küfig gestattet bei richtiger Bauart Signalen und periodischen Stö-
rungen wie denen der ersten Art den Durchgang und die Erreichung
des Luftleiters, und sie werden dann fast ungeschwächt empfangen.
Dagegen werden aperiodische Änderungen des statischen Feldes um die
Erde und andere aperiodische Störungen den Detektor nicht erreichen,
da der Luftleiter durch den Dieckmannschen Käfig gegen das Erd-
feld geschützt ist.

Da sich ein solcher Käfig nicht leicht um einen ausgedehnten
Luftleiter bauen läßt, wurde zu diesem Zweck ein besonderer Luft-
leiter gebaut. Dieser bestand aus 1,5 mm starkem Phosphorbronze-
draht und war von einem vertikalen Käfig umgeben. Die Lünge des
Drahtes wie des Käfigs betrug 30 m.

Da der zu untersuchende Luftleiter von einem Maste getragen
wurde, an welchem auch andere Luftleiter hingen, mußten diese letz-
teren Luftleiter und alle übrigen Teile der Masten und Stangen, die
in elektrische Schwingungen versetzt werden könnten, durch hohe
Widerstände hindurch geerdet werden. Diese Vorsichtsmaßregel ist
für ein wirksames Arbeiten des Käfigs sehr notwendig; andernfalls
würden nümlich aperiodische Störungen die oben genannten Systeme

542 Mitteilungen aus der Praxis.

durch Stoßerregung zu Schwingungen mit ihrer Eigenschwingungszahl
anregen. Die Stärke der empfangenen Signale war bei Anwendung des
Dieckmannschen Käfigs nicht merklich verringert. Andererseits
wurden nachts nach nachmittags niedergegangenen Gewittern und Regen-
fällen Rasselgeräusche, die noch hörbar waren, solange der Käfig und
die benachbarten Oszillatoren isoliert waren, vollständig abgeschnitten,
sobald alle diese Leiter aperiodisch geerdet wurden. Hierdurch wurde
bewiesen, daß diese besondere Art der Störungen (Störungen der dritten
Art) nicht periodischer Natur waren, sondern der von Dieckmann ge-
fundenen aperiodischen Art angehören müssen. Die einzige Art von

Fig. 1.
Ausgleichung periodischer Störungen bei Audionfrequenzen.

Störungen, die durch den Käfig nicht abgeschnitten wurden, scheinen
die der ersten Art, d. h. die Blitzstörungen, zu sein. Diese Störungen
der ersten Art besitzen keineswegs die Allgemeinheit, die Eccles ihnen
zugeschrieben hat. Die wichtigste und hauptsächliche Art der
Störungen bilden die Störungen der dritten Art.

Der Verfasser geht nunmehr dazu über, weiteres Material zu-
gunsten der Auffassung anzuführen, daß die von Blitzen herrührenden
Störungen nicht, wie Eccles angenommen hat, die allgemeinste Art
der Störungen bilden, und daß die Verschiedenheit zwischen den bei
Tage und den bei Nacht auftretenden Störungen nicht auf Unter-
schieden in der Absorption zwischen dem Gewitterzentrum und der
Empfangsstation beruht.

Alsdann beschreibt der Verfasser verschiedene Vorrichtungen zur
Ausschaltung solcher Störungen, darunter ein Verfahren, bei welchem
der ausbalancierte Kristallempfänger uach Marconi zur Anwendung
gelangt.

Eine Anordnung zur Ausmerzung von Störungen ist in Fig. 1 an-
gegeben. Zwei Empfangsluftleiter, L, und L,, von derselben Gestalt

Mitteilungen aus der Praxis. 543

und denselben Abmessungen wurden genügend nahe beieinander (10 bis
20 m auseinander) aufgestellt, um in derselben Weise auf Störungen
anzusprechen. (Für die aperiodischen Störungen konnte man diesen
Abstand leicht vergrößern, aber für periodische Störungen muß die
Trennungsstrecke klein im Vergleich zur Wellenlänge der Störungen
sein, damit die induzierten EMK. miteinander in Phase kommen.)
Andererseits müssen die Luftleiter hinreichend weit voneinander auf-
gestellt werden. so daß die in dem einen, aperiodisch gemachten (ZL,),
erregten Signale in dem abgestimmten Luftleiter (Z,) keine Ströme
hervorrufen.

Der eine der beiden Luftleiter (Z, ı ist auf das ankommende Signal
abgestimmt und in der gewöhnlichen Weise mit dem Detektorkreise D,
gekoppelt. Der Detektor D, richtet sowohl Signale als auch Störungen
gleich und sendet den gleichgerichteten Strom in das Telephon oder —
wie im Falle der Zeichnung — in den Differentialumformer 7,. Der
Luftleiter L, wird auf dieselbe, oder besser noch auf eine größere
Wellenlänge abgestimmt und wird dadurch unempfindlicher für die
Signale und empfindlicher für die langwelligen Störungen. Der Detek-
tor D, wird unmittelbar in diesen Luftleiter eingeschaltet und macht
ihn dadurch ganz oder nahezu aperiodisch. Diese Anordnung macht
es fast unmöglich, irgendwelche fernen Signale an dem Luftleiter L,
zu empfangen; aber laute Signale mit Wellenlängen, die von jenen
verschieden sind, auf die L, abgestimmt ist, sowie Störungen, lassen
ihn nahezu so laut ansprechen, wie dies mit dem angestimmten Luft-
leiter L, erreichbar ist.

Der gleichgerichtete Strom wird in das vorerwähnte Telephon
oder, wie in dem in der Zeichnung wiedergegebenen Falle, in den
Differentialumformer T. geleitet. Dieser zweite aus dem aperiodischen
Luftleiter L, fließende Strom ist indessen so angeordnet, daß er in
entgegengesetzter Richtung wirkt wie der aus D, kommende. Das
Telephon T ist entweder in Reihe mit D, und D, geschaltet oder,
wie in der Zeichnung, in eine dritte Wicklung des Differential-
umformers und in eine Reihe mit dem Kondensator C gelegt, um eine
Abstimmung auf die Funkenfreqyuenz zu ermöglichen. Da D, auf ferne
Signale nicht anspricht, hört man im Telephon nur die von D, kom-
menden Signale, während die von D, und D, gleichgerichteten Stö-
rungen sich gegenseitig auszugleichen streben. Durch Änderung der
Koppelung K, kann man diese Ausgleichung zu einer vollständigen
machen.

Diese Vorrichtung gestattet eine vollkommene Ausgleichung von

544 Mitteilungen aus der Praxis.

Störungen verschiedener Lautstärke nur dann, wenn die beiden De-
tektoren D, und D, ühnliche Charakteristiken haben. Das kann man
leicht erreichen, wenn man Karborundkristalle mit der besten EMK. an-
wendet. Sobald diese EMK. angelegt wird, ist die Charakteristik für
gleichgerichtete Ströme als Funktion der ankommenden Wechselstrom-
stärke nahezu eine Gerade. Diese Ausgleichungsvorrichtung in Ver-
biüdung mit dem Dieckmannschen Käfig um den Luftleiter zur Unter-
bindung aperiodischer Störungen bildet eine Lösung des Problems der
Ausmerzung von Störungen. Eben dieses hier beschriebene Prinzip
zur Ausgleichung für die gleichgerichteten oder Audionfrequenzströme
ist auch für die Radiofrequenzströme anwendbar. Für die Ausgleichung
bei Audionfrequenz genügt es, wenn beide gleichgerichteten Ströme gleiche
Frequenz haben. Die Ausgleichung bei Radiofrequenz erfordert zwei
auf dieselbe Wellenlänge abgestimmte und nahe beieinander ange-
ordnete Luftleiter mit demselben Dekrement. Infolgedessen ist in
diesem Falle die Anwendung eines aperiodischen Ausgleichungsluft-
leiters nicht möglich,

D) Theorie über den Ursprung und die Fortpflanzung der Störungen
der dritten Art.

Weiter versucht der Verfasser, die Störungen der vorerwähnten
Art mit Hilfe von Aufzeichnungen der täglichen Änderungen aller
empfangenen Störungen durch Mittelbildung für die einzelnen Monate

«Terran
N.

(b)

Ruhtung der
, yd
\ : um dı2 SoN

Fig. 2. |
Mittlere tägliche Änderungen der Störungen das Jahr über.

des Jahres zu erklären. Diese Aufzeichnungen werden für die ein-
zelnen Monate getrennt dargestellt und sind in Fig. 2 zusammengefaßt.

Die Fig. 2 gibt die mittlere tägliche Änderung über das ganze
Jahr mit Einschluß der Beobachtungen bei Nacht wieder. Im Jahres-

Mitteilungen aus der Praxis. 545

mittel zeigt der Durchschnittstag einen hohen Wert der Störungs-
intensität bei Nacht (nämlich eine Stärke der Klasse 4, also eine Stärke,
die für einen befriedigenden Nachrichtenverkehr eine Signalstärke von
250- bis 500faclhıer Hörbarkeit erforderlich macht). Ungefähr 2 Stunden
vor Sonuenaufgang begannen die Störungen schwächer zu werden, bis
um 10 Uhr morgens das Minimum erreicht wird. Dann werden die
Störungen bis 3 Uhr nachmittags stärker, bleiben bis 1 Stunde nach
Sonnenuntergang fast konstant und steigen dann steil auf den nächt-
lichen Wert an.

Die Verhältnisse bei Tage (und besonders am Morgen) und bei
Nacht sind verschieden genug, um den Schluß zu rechtfertigen, daß,
falls die Theorie von Eccles richtig wäre, unsere Stationen im Durch-
schnitt nicht in der Nähe des Gewitterzentrums liegen. In Fig. 2 ist
die Kurve für die mittlere tägliche Änderung der Störungsstärke über
das ganze Jahr in Polarkoordinaten rings um den kreisförmigen Quer-
schnitt der Erde gezeichnet. Die Richtung der auffallenden Sonnen-
strahlen und die Drehungsrichtung der Erde um die Sonne sind an-
gegeben.

Das Polardiagramm zeigt zwei eigentümlicha halbovale Kurven
verschiedener Grüße für die Beobachtungen bei Tage und jene bei
Nacht (abc und a'b’ c’), die in bezug auf die Bewegungsrichtung der
Erde um die Sonne symmetrisch zueinander liegen und durch die steilen
Linien (pq und pq) miteinander verbunden sind, und zwar treten
diese steilen Teile in der Nähe von Sonnenaufgang und Sonnenunter-
gang auf.

Es ist ganz klar, daß die Erscheinungen bei Nacht die symme-
trische Wiederholung der Erscheinungen bei Tage sind, und daß die
Ursache für den Unterschied zwischen Nacht und Tag aller Wahr-
scheinlichkeit nach in dem unter dem Einfluß der Sonnenstrahlen stehenden
Medium. zwischen dem Ursprungsorte der Störungen und dem Empfänger
zu suchen ist. Eben diesen Einfluß der Sonnenstrahlung finden wir,
in weit ausgesprochenerem Maße, bei der Fortpflanzung der elektro-
magnetischen Schwingungen des Radiosenders, und der Verfasser hat
an anderer Stelle den Beweis dafür geliefert, daß der Unterschied auf
Ionisation der Luftschichten bis zu einer Höhe von etwa 200 km be-
ruhen muß.

Es ist interessant zu bemerken, daß die Abnahme der Störungen
im Punkte A lange vor der Zeit des Sonnenaufganges an dem in Frage
kommenden Orte beginnt. Das heißt, sobald die Schichten der Atmo-
spbäre über dem Orte vom Sonnenlichte getroffen werden, setzt die

546 Mitteilungen aus der Praxis.

Änderung ein. Dieser Umstand weist darauf hin, daß die Quelle der
Störungen nicht (wie Eccles annimmt) in den niederen Schichten der
Atmosphäre liegt.

Des weiteren ist die Stärke der Störungen keine Funktion der
Richtung der auffallenden Sonnenstrahlen. Die Kurven sind symme-
trisch in bezug auf.die durch die Bewegung der Erde um die Sonne
scharf bestimmten Zeiten. Dieser Umstand liefert uns einen Hinweis
auf die Art, wie die höheren Schichten der Atmosphäre zur Quelle der
Störungen werden können.

Auf ihrer Bahn um die Sonne wird die Erde häufig von kos-
mischen Teilchen getroffen, welche zu Störungen in den elektrischen
Verhältnissen der oberen Schichten der Atmosphäre Anlaß geben. Es
ist klar, daß die Störungen in verschiedenen Teilen der Schicht ver-
schieden sein müssen; und diese Verschiedenheit zwischen den Zu-
sammenstößen vor und jenen hinter der Erde (auf die Bewegung der
Erde bezogen) werden die ovale Gestalt der Diagramme hervorrufen.

Diese ovalen Kurven lassen sich leicht erklären, wenn wir an-
nehmen, daß die Quelle der Störungen eine ziemlich hoch gelegene
Schicht der Atmosphäre ist, die durch das unregelmäßige Bombarde-
ment kosmischer Teilchen oder kosmischen Staubes oder in irgendeiner
sonstigen einleuchtenden Weise gestört wird. Allerdings erscheint mir
die Theorie des kosmischen Bombardements der oberen Schichten die
einleuchtendste Erklärung für den Ursprung der Störungen dritter Art
zu sein, zumal da eine solche Ursache der Störungen auch die Ursache
der täglichen Änderungen des magnetischen Erdfeldes erklären würde;
immerhin wissen wir nicht genug über die oberen Schichten der Atmo-
sphäre, um gegenwärtig in der Lage zu sein, für diese Annahme einen
bündigen Beweis zu erbringen. Wenn diese hohe Schicht die Quelle
von Störungen der dritten Art ist, so ist es ganz klar, daß nicht nur
der unmittelbar oberhalb der Station gelegene Punkt (also der Zenith)
die Quelle der Störungen sein kann, daß vielmehr jedenfalls die Ände-
rungen in den elektrischen Verhältnissen in dem Kreissegment dieser
Schicht, dessen Mittelpunkt der Zenith der Station ist, zu den an der
jeweils betrachteten Station beobachteten Störungen beitragen werden.
Je näher der Störungspunkt dem Zenith der Station sein wird, um
so ausgeprägter wird die Störung sein. |

Diess und andere vom Verfasser beobachtete Wirkungen be-
stätigen die hier gegebene Theorie und sprechen gegen die Richtigkeit
der Theorie vom Gewitterursprung der Störungen, gegen die auch die
Versuche mit dem Dieckmannschen Käfig sprechen. Es ist möglich,

H. Eales, Patentschau. 547

aus der Betrachtung des Punktes q in der Fig. 2, an welchem die
Abnahme der Störungen bei Nacht auf die Stärke der Störungen bei
Tage beginnt, auf die annähernde Höhe der gestörten Schicht einen
Schluß zu ziehen.

Die tägliche Änderung der Störungen ist im Charakter den Kurven
der Änderung des Erdmagnetismus ganz ähnlich, wie sie vor einiger
Zeit im „Wireless World“ (oder „Marconigraph“) veröffentlicht worden
sind. Diese letztgenannten Änderungen werden Wirbelströmen in der
Heaviside-Schicht zugeschrieben. Wenn wir annehmen, daß diese
Schicht die „sekundäre“ Quelle der Störungen dritter Art sei, so er-
halten wir eine hinreichende Erklärung für die täglichen Änderungen
der Störungen, da diese Änderungen denen des Erdmagnetismus analog
sind. Andererseits erklärt sich die sich allmählich ändernde Gestalt
der täglichen Charakteristik leicht, wenn wir das kosmische Bombarde-
ment als hauptsächlich am Orte der Erdbahn auftretend ansehen. Es
ist auch möglich, zu erklären, weshalb Störungen der dritten Art in
den Tropen so heftig und in Europa so schwach sind. Wir nehmen
an, daß sie an den Polen fast unmerklich sein würden. Die stärksten
Störungen folgen viel dichter auf die Zeiten des Monsuns oder Passat-
windes, und zwar treten die Maxima immer zur Zeit gerade zwischen
dem Westmonsun und der „Zwischenperiode“ auf; das Minimum hin-
gegen tritt immer während des Ostmonsuns und nahe am Ende dieser
Jahreszeit auf, wenn er in die „Zwischenperiode“ übergeht,

(Eingesandt 7. September 1917.)

Nach Electrician 79, 846—849, 1917, aus dem Englischen übersetzt von
Max Ikle.

Anschrift des Übersetzers: Dr. Max Iklé, Berlin-Zehlendorf
(Wannseebahn), Milinowskistr. 31.

Patsntschau.
Von H. Eales,

Das deutsche Patent 302 894 der Allgemeinen Elektrizitäts-
Gesellschaft in Berlin, für welches die Unionsprioritäten vom 29. De-
zember 1918 und vom 20. März 1914 auf Grund der den gleichen
Gegenstand betreffenden amerikanischen Patentanmeldungen beansprucht
sind, betrifft Empfangseinrichtungen für die sogenannte Heterodyna-
mische Wellentelegraphie, bei der am Empfängerort die ankommenden,
von der Antenne aufgenommenen Wellen mit anderen Wellen zur

548 H. Eales.

Interferenz gebracht werden, die am Empfängerort selbst erzeugt werden
und eine Frequenz besitzen, die von derjenigen der ankommenden Wellen
etwas abweicht. Es entstehen hierdurch Wellen bezw. Stromstöße von
einer Frequenz, die gleich ist der Differenz der beiden anderen Wellen
und die in einem geeigneten Empfänger hörbare oder sichtbare Zeichen
hervorrufen können. Gemäß der Erfindung nach dem Patent 302 894
werden nun die ankommenden Wellen und die am Empfängerorte er-
zeugten Wellen von etwas abweichender Frequenz einem Entladungs-
gefäß mit Glühkathode zugeführt und hierdurch die in hör- oder sicht-
bare Zeichen umzusetzenden Wellen, bzw. Stromstöße erzeugt. Dieses

Fig. 1.

Zuführen kann entweder so geschehen, daß die einen Wellen dem
Anodenkreis, die anderen Wellen dagegen dem Hilfsanodenkreis (Gitter-
kreis) des Entladungsgefäßes zugeführt werden, oder es können auch
beide Wellenarten dem Hilfsanodenkreis zugeführt werden. Die ört-
lich erzeugten Wellen können entweder durch einen besonderen Hoch-
frequenzgenerator (Hochfrequenzmaschine) erzeugt werden, es ist aber
auch möglich, das Entladungsgefäß selbst zur Erzeugung der örtlichen
Hochfrequenzwellen zu benutzen und zwar geschieht dies durch hin-
reichende magnetische oder elektrostatische Kopplung des Anoden- und
des Hilfselektroden-(Gitter-)kreises. In Fig. 1—4 sind mehrere Aus-
führungsbeispiele In Fig. 1 bezeichnet 1 die in üblicher Weise durch

Patentsehau. 549

einen Kondensator 2 geerdete Antenne. Die durch die Antenne aut-
genommenen Wellen werden durch einen Transtormator 4 dem Ent-
ladungsgefüßB 3 zugeführt, und zwar der gewöhnlich gitterförmig aus-
gebildeten Hilfselektrode 5. Mit 6 ist die gewöhnlich fadenförmig aus-
gebildete Kathode bezeichnet, die durch eine Ortsbatterie 7 zum Glühen
gebracht wird, mit 8 die gewöhnlich platten- oder scheibenförmig aus-
gebildete Anode. .Im Anodenkreis (Plattenkreis) liegt der Empfänger 9,
z. B. ein Telephonempfünger, eine Ortsbatterie 10 und eine Spule 11,
welche aus einer geeigneten Quelle mit Hochfrequenzstrom gespeist
wird. Hierzu dient z. B. ein Hochfrequenzerzeuger 12, in dessen
Stromkreis eine mit der Spule 11 gekuppelte Spule 13 liegt. Die
Frequenz der so erzeugten Welle soll etwas von derjenigen der an-
„kommenden Wellen abweicken. Das Gitter 5 wird hierbei durch die
ankommenden, von der Antenne aufgenommenen Wellen abwechselnd
positiv und negativ gemacht; ebenso wird die Anode 8 durch die ört-
lich erzeugten Hochfrequenzströme abwechselnd positiv oder negativ
gemacht. Wenn die Frequenzen der beiden Wellen voneinander etwas
abweichen, dann gibt es Perioden, während deren sowohl die Anode 8
als auch das Gitter 5 gleichzeitig positiv sind. Die Dauer dieser
Perioden hängt natürlich davon ab, in welchem Maße sich die beiden
Wellen überdecken. Während anderer Perioden ist die Anode positiv
und das Gitter gleichzeitig negativ, während weiterer Perioden die
Anode negativ und das Gitter positiv und während noch weiterer
Perioden die Anode negativ und das Gitter positiv. Im Anodenkreis
fließt während der erstgenannten Perioden, während welcher Anode
und Gitter gleichzeitig positiv sind, leicht ein Strom. Die Länge dieser
Perioden und die Stärke des Stromes wächst von Null an bis zu einem
Maximum und nimmt dann wieder ab. Da diese Perioden, während
welcher Strom durch die Entladungsröhre fließt, sehr hohe Frequenzen
besitzen, hat jeder einzelne Stromstoß keine Wirkung auf den Telephon-
empfänger. Vereinigt haben aber die Stromstöße die Wirkung eines
Gleichstromes, welcher allmählich von Null an bis zu einem Höchst-
wert ansteigt uud daun wieder auf Null heruntersinkt, und es werden
infolgedessen im Telephon Schläge hervorgerufen, deren Frequenz von
der Differenz der beiden Wellenarten abhängt. Die einzigen Zeichen,
welche durch die beschriebene Einrichtung wahrgenommen werden können,
sind solche, welche von Wellen herrühren, deren Frequenz von der-
jenigen der Ortsstromquelle um einen Betrag abweicht, der innerhalb
des Hörbarkeitsbereiches eines gewöhnlichen Telephonempfängers liegt.
Wenn Wellen ankommen, deren Frequenz von derjenigen der Ortsquelle

550 H. Eales.

um einen größeren oder kleineren Betrag abweicht, als dem hörbaren
Frequenzbereich des Empfängers entspricht, so haben sie keine Wir-
kung. Manchmal ist es wünschenswert, daß die positive Halbwelle der
Ortsstromquelle, welche der Anode aufgedrückt wird, größer ist als
die negative Hulbwelle. Zu diesem Zwecke kann eine Batterie 10 vor-
gesehen sein, deren positiver Pol mit der Anode verbunden ist. Die
aufeinanderfolgenden, im Anodenkreis fließenden Stromstöße würden in-
folge ihrer hohen Frequenz durch die Selbstinduktion des Telephon-
empfängers gedrosselt werden. Um dies zu verhüten, kann ein Konden-
sator 14 zum Telephonempfänger 9 parallel geschaltet werden. Manch-
mal erweist es sich auch zweckmäßig, eine Batterie 27 im Gitterkreis
vorzusehen, damit die dem Gitter aufgedrückte negative Spannung
größer als die ihm aufgedrückte positive Spannung ist. Unter Um-,
ständen ist es sogar vorteilhaft, diese Batterie so groß zu wählen, daß
das Gitterpotential stets negativ ist. In anderen Fällen ist es wieder
vorteilhaft, diese Batterie umgekehrt zu schalten, so daß sie dem Gitter
eine positive Spannung aufdrückt. An Stelle des Telephonempfängers
kann selbstverständlich auch ein anderer, geeigneter Empfänger be-
nutzt werden.

In manchen Fällen dürfte die Energie der ankommenden Wellen
so klein sein, daß der Betrag der dabei im Anodenkreis zulässigen
Energiemenge zu klein wird, um im Telephonempfänger leicht hörbare
Zeichen zu geben. In diesem Falle können jedoch die erzeugten Strom-
stöße leicht in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise verstärkt werden.
An Stelle des Telephonempfängers tritt in diesem Falle ein großer
Widerstand 15, welcher mit dem Gitterkreis eines zweiten Entladungs-
gefäßes verbunden ist. Dieser Gitterkreis umfaßt außer dem Gitter 17
und der Kathode 18 zweckmäßig noch die Batterie 19, die mit dem
Gitter 17 so verbunden ist, daß sie ihm eine positive Ladung auf-
drückt. In diesem Falle fließt von der Ortsstromquelle aus ständig
Strom im Anodenkreis des zweiten Entladungsgefäßes, welcher den
Telephonempfänger 9 enthält. Wenn Strom im Anodenkreis des
ersten Entladungsgefäßes fließt, dann findet in diesem Stromkreis der
Spannungsabfall hauptsächlich an dem großen Widerstand 15 statt und
hierdurch wird die dem Gitter 17 des zweiten Entladungsgefäßes durch
die Batterie 19 aufgedrückte positive Ladung verringert. Hierdurch
nimmt auch der Stromfluß im Anodenkreis des zweiten Entladungs-
gefäßes ab und es entstehen im letzteren infolgedessen Stromschwan-
kungen, welche im Telephonempfänger 9, ähnlich wie bei der An-
ordnung nach Fig. 1, hörbare Stöße hervorrufen.

Patentschau.

551

Fig. 2.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 werden die die Telephonstöße eı-
zeugenden Stromschwankungen unmittelbar in einer Spule 21 erzeugt.
Die im Antennenkreis liegende Spule 22 und die im Ortshochfrequenz-
kreis liegende Spule 23 sind miteinander und mit der Spule 21 ge-

552 H, Eales.

kuppelt und die in letzterer erzeugte resultierende Welle wird dem
Gitter 24 eines Entladungsgefäßes 25 aufgedrückt. Infolgedessen fließt
im Anodenkreis des letzteren ein veränderlicher Strom, der im Tele-
phon Schläge hervorruft. Es ist zweckmäßig, im Stromkreis des Hoch-
frequenzerzeugers 12 einen regelbaren Widerstand 26 vorzusehen, um
die Amplitude der Ortsstromquelle so einstellen zu können, daß sie
derjenigen der ankommenden Wellen möglichst gleich ist, damit sie
nicht die letzteren ersticken und die Wirkung der Spule 21 haupt-
sächlich von den Ortswellen herrührt. Im Gitterkreis der Entladungs-

Fig. 3.

röhren 3 bzw. 25 kann noch ein Kondensator 28 vorgeschen werden,
um diesen Kreis auf die ihm aufgedrückte Welle abzustimmen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die
Ortswellen durch einen besonderen Hochfrequenzerzeuger erzeugt. Es
ist aber möglich, das Entladungsgefäß selbst zur Erzeugung der ört-
lichen Hochfrequenzwellen zu benutzen.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierfür. Der Anoden-
kreis enthält in diesem Falle außer dem Empfänger 9 und der Orts-
stromquelle 10 noch eine Spule 30 und der Gitterkreis eine Spule 31.
Die beiden genannten Stromkreise sind miteinander gekuppelt, indem
die Spulen 80 und 31 in induktive Beziehung gebracht sind. Diese
Kuppelung kann sehr lose sein oder sogar fortfallen, da die Kapazität
zwischen den Eektroden und dem Gitter 5 die beiden Stromkreise elek-
trostatisch genügend kuppeln mag, um im Gitterkreis einen Strom
hervorzurufen, wann immer der Strom im Anodenkreis sich ändert.
Wenn bei der dargestellten Anordnung die Spulen 30 und 31 im

Patentschau. 553 -

gleichen Sinne gewickelt sind, dann wird in einem Zeitpunkt, in welchem
der Strom im Anodenkreis anzusteigen beginnt, im Gitterkreis ein
Strom in umgekehrter Richtung zu fließen streben und das Gitter
negativ geladen werden. Dies drückt den Strom im Anodenkreis
herunter, wodurch das Gitter seine negative Ladung verliert und positiv
wird. Dies ermöglicht wieder ein Anwachsen des Stromes im Anoden-

Fig. 4.

kreis und diese Wechsel finden mit großer Geschwindigkeit statt. Ihre
Frequenz hängt von den natürlichen Perioden der beiden Kreise ab
und kann daher durch Veränderung der Konstanten der beiden Kreise,
z. B. durch regelbare Kondensatoren 32 und 38 in den beiden Kreisen
leicht eingestellt werden. Auf diese Weise können in der Spule 31
ungedämpfte Schwankungen beliebiger Frequenz erzeugt werden und
die Frequenz kann leicht auf einen solchen Wert eingestellt werden,
daß sie von derjenigen der ankommenden, durch die Empfangsvor-
richtung anzuzeigenden Wellen etwas abweicht. Wenn die so erzeugten
Wellen jenseits des Hörbarkeitsbereiches des Telephonempfängers 9
liegen, haben sie selbst auf letzteren keine Wirkung. Wenn jedoch
die Spule 31 mit einer Spule 34 im Antennenkreis gekuppelt ist,
dann werden die ankommenden Wellen dem Gitter 5 des Entladungs-
gefäßes aufgedrückt. Es entstehen wieder ähnlich wie bei der An-
ordnung nach Fig. 2 im Telephonkreis Stromschwankungen, deren
Frequenz durch die Differenz der Frequenzen der ankommenden und
Jahrb. d. drabtl. Telegraphie u. Telephonie. 12. 36

554 H. Eales.

der durch das Ladungsgefäß erzeugten Wellen bestimmt ist und inner-
halb der Hörbarkeitsgrenzen liegt. Im Gitterkreis kann wieder eine
Batterie 27 vorgesehen werden, um die Spannung des Gitters zu
beeinflussen. Auch bei der zuletzt beschriebenen Anordnung ist eine
Verstärkung der erzeugten Stromstöße, ähnlich wie bei Fig. 2, möglich.

Edwin H. Colpitts in East Orange Staat New Jersey, V. St. A.,
beschreibt in der amerikanischen Patentschrift 1 137 384 mehrere
Schaltungsarten für drahtlose Telephonie, bei denen eine Kathoden-

m _/3

y /

‘ N
Baii

<
IITITT

/0
Iolldl

Fig. b.

strahlenröhre nicht nur als Generator zur Erzeugung von Hochfrequenz-
strömen . verwendet, sondern zugleich auch benutzt wird, um diese Hoch-
frequenzschwingungen in Übereinstimmung mit den zu übertragenden
Sprechlauten zu modulieren. Zur Erzeugung von Hochfrequenzströmen
wird dabei die bekannte Rückkopplung des Gitterkreisess mit dem
Anodenkreise benutzt, wodurch ungedämpfte Hochfrequenzschwingungen
entstehen. Durch Veränderung des Gitterpotentials, z. B. durch Kopp-
lung des Gitterkreises mit einem Mikrophonstromkreis können dann
die ungedämpfien Schwingungen so moduliert werden, daß ihre Ampli-

Patentschau. 555

tudenkurve der Stiomkurve der Sprachschwingungen entspricht. In
den Figg. 5—8 sind solche Schaltungsweisen dargestellt, wobei gleiche
Teile in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen be-
zeichnet sind. In Fig. 5 bedeudet 1 das Audion (Kathodenstrahlen-
röhre) mit der durch die Batterie 12 geheizten Glühkathode 7, der
Anode 2 und dem Gitter 18. Die Anode 2 ist über die Primär-
windungen 3 und 4 der negativen Klemme des Hitzdrahtes 7 des
Audions verbunden. In diesem Stromkreise liegt ferner eine Batterie 10

Fig. 6.

und einstellbare Kondensatoren 8 und 9. Eine Spule 11 von hoher
Impedanz liegt in Brücke zu dem Anodenkreis, um den Strom der
Batterie zu ermöglichen, nach der Anode zu fließen. Das Gitter 13
des Audions ist über die Sekundärspule 14 einer Wiederholerspule 15
mit der negativen Klemme des Hitzdrahts 7 verbunden, wobei in
diesen Kreis die Batterie 16 eingeschaltet ist. Die Sekundärspule 17
des Transformators 6 ist über einen einstellbaren Kondensator 18 mit
dem Gitterkreis verbunden. Die Primärwindung 19 des Transfor-
mators 15 ist in Reihe mit der Sekundärwicklung 20 des Mikrophon-
stromtransformators 21 geschaltet und somit mit dem Mikrophonstrom-
kreis 24, 23 gekoppelt. Die Sekundärspule 25 des Transformators 5
im Anodenstromkreis besitzt eine Sekundärspule 25, die einerseits an

die Antenne A und andererseits an die Erdung E gelegt ist.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung wird hiernach ohne Weiteres

` 86*

556 H. Eales.

zu verstehen sein: Durch die Rückkopplung 17, 18, 13 werden un-
gedämpfte Wellen unterhalten und deren Intensität durch Beeinflussung
des Gitterpotentials vom Mikrophonstrom aus im Rhythmus der Sprache
beeinflußt und moduliert. In Fig. 6 ist eine etwas abweichende
Schaltung dargestellt, bei der die Batterie 10 in Reihe mit der Spule 11
von hoher Impedanz in Brücke zum Anodenstromkreis liegt, und bei
der ferner die Batterie 16 in Brücke zum Steuerkreis und zwar in
Reihe mit einem regelbaren Widerstand 26 geschaltet ist. In Fig. 7

Fig. 1.

liegt die Batterie 10 in Serie mit der Impedanzspule 11, wie bei
Fig. 6, aber die Primärwindungen 3 und 4 der Transformatoren 5 und 6
im Anodenstromkreis liegen zueinander parallel anstatt in Serie wie
bei den Schaltungen nach Fig. 5 und 6. In Fig. 8 endlich ist eine
Anordnung mit zwei Audions dargestellt. Hier ist die Batterie 10
mit dem Mittelpunkt der Spule 11 von hoher Impedanz verbunden,
während deren äußere Enden mit den Anoden 2a und 2b die beiden
Audions verbunden sind. Die Batterie 16 ist ebenfalls mit der Mitte
eines einstellbaren Widerstands 26 verbunden, dessen äußere Enden
mit den beiden Gittern 13a und 13b verbunden sind. Bei der Schal-
tung nach Fig. 8 sucht daher die Batterie 10 einen konstanten Strom-
fluß durch beide Audions von den Anoden 2a und 2b nach den Glüh-

Patentschau. 557

kathoden 7a und 7b zu senden. Die Batterie 12 speist beide Glüh-
kathoden mit Strom. Die Anordnung wirkt so, daß Impulse, die von
den Transformatoren 6 und 15 herkommen, in jedem Augenblick ent-
gegengesetzte Potentialveränderungen auf den Gittern 13a und 13b
hervorrufen und daß diese Potentialveränderungen eine Wirkung aus-
üben, die sich im Anodenkreis, mit dem die Plattenanoden 2a und
2b verbunden sind, addiert. |
A

E
5

Fig. 8.

Alexander Mc Lean Nicolson in Tarrytown, Staat New York,
V. St. A. beschreibt in der amerikanischen Patentschrift 1 187 275 eine
Audionkonstruktion, dessen Hitzdraht sich durch besonders große Dauer-
haftigkeit und Elastizität auszeichnen, zugleich eine möglichst große
Oberfläche bei geringsten Materialaufwand besitzen und den geringsten
Energieverbrauch zum Glühen besitzen soll. Zu diesem Zwecke ver-
wendet Nicolson als Glühdraht ein dünnes Band aus Platin oder
anderen geeigneten Material in verdrillter Form. In der Praxis soll
sich ein Band von °/,, mm Breite und °/,,, mm Dicke besonders gut
bewährt haben. Ein solches verdrilltes Band ist sehr elastisch. Seine
spiralförmig und konkav gekrümmte Oberfläche bietet einen guten Halt
für den Oxydüberzug, der bei solchen Glühfäden zweckmäßig ver-
wendet wird. Durch das Verdrillen wird das Band verkürzt und be-
sitzt daher eine gewisse Federkraft in seiner Längsrichtung, und es ist

558 H. Eales.

einé größere Bandlänge auf einer geringeren Längsausdehnung unter-
zubringen. Trotzdem ist die Wärmeausstrahlung geringer als bei
nicht verdrillten Bändern oder gar bei Runddrähten, und infolgedessen
ist ein geringerer Energieaufwand erforderlich, um die Glühkathoden

een 0.

Fig. 9.
DE De DIDI
Fig. 10.

im Glühzustande zu erhalten. In Fig. 9 ist in vergrößertem Maßstabe
ein solches Band vor dem Verdrillen (1) und in- Fig. 10 dasselbe nach
dem Verdrillen dargestellt, während Fig. 11 ein Audion zeigt mit dem

Fig. 11. Fig. 12.

verdrillten Glühdraht (2). Die konkaven Teile 3 der Bandoberfläche
dienen zum Halten der Oxydmasse. | | |

Joel ©. R. Palmer in New Rochelle, Staat New York, V. St. A.,
beschreibt in der amerikanischen Patentschrift 1 196 805 eine Schutz-
vorrichtung für Glühdrähte von Audionröhren, .die in Fig. 12. dar-
gestellt ist. In dieser bedeutet 5 die Anode, 4 das Gitter und 3 die
Glühkathode des Audions. 7 ist die Batterie und 6 eine Vorschalt-

Patentsehau. 559

Fig. 13.

eo es 26,

Ilil : So

13 1e

550 H. Eales:

drossel für den Glühstrom, 8 ein Einschalter und 9 ein Ballastwider-
stand in Gestalt eines Eisendrahtes, der in einer Wasserstotfatmosphäre

/3
Fig. 15.

angeordnet ist und nach Art der bekannten selbstregulierenden Eisen-
drahtvaristoren zum Konstanthalten des Glühstroms dient, wenn die

Fig. 16.

Batteriespannung sich ändern sollte. Diese Eisendrahtvariatoren in
‚Wasserstoffatmosphäre haben bekanntlich die Eigenschaft, nur eine be-

Patentschau. 561

stimmte Stromstärke hindurchzulassen; indessen besitzen sie diese
Wirkung nur, wenn sie ihren Glühzustand bereits erreicht haben,
dagegen nicht im Augenblick des Einschaltens selbst. In diesem

Fig. 17.

Einschaltaugenblick und eine ganz kurze Zeit nach dem Einschalten
lassen sie größere Ströme hindurch, bis sie ihren normalen Gläh-
zustand erreicht haben. Beim Einschalten könnten daher Überbelastungen

Fig. 18.

des Glühdrabtes eintreten und zur Beseitigung dieser Gefahr dient die
Vorrichtung 10, 11, 12, 13, 14, die nach Art eines Thermostaten
wirkt. 11 ist ein aus zwei Metallstreifen von verschiedenem Aus-
dehnungskoeffizienten bestehendes Thermostatenband, 12 eine Heizspule.
Im kalten Zustande, d. h. vor dem Schließen des Schalters 8, ist der
Stromkreis durch das Band 11 an der Stelle 13 geschlossen. Wird
jetzt der Schalter 8 geschlossen, so fließt der Strom der Batterie 7

562 H. Eales.

über 6, 18, 12, 9 und 8 zur. Batterie zurück. Der Glühdraht 3 ist
also kurz geschlossen und kann durch die starken Anfangsströme nicht
beschädigt werden. Durch die Wärmewirkung der Spule 12 wird
nun der Thermostatstreifen 11 erhitzt, biegt sich von Kontakt 18 weg
und öffnet also den Kurzschluß für den Glühdraht. Da unterdessen
der Eisendrahtvariator 9 seinen normalen Hitzegrad erreicht hat, ist
nun die Gefahr des Durchbrennens für den Glühdraht 3 überwunden.
Wird jedoch durch irgendeine Ursache der Ballastwiderstand 9 oder
die Drosselspule 6 kurzgeschlossen oder sonstwie unwirksam, so wird
der Thermostat noch höher erhitzt, das Thermostatenband 11 krümmt

Fig. 19.

sich noch weiter und schließt den Stromkreis bei 14, so daß abermals
der Hitzdraht 3 kurzgeschlossen und gegen Überlastung gesichert ist.

In den amerikanischen Patentschriften 1 087 180, 1112549 und
1127 371 beschreibt G. W. Pierce in Cambridge, Mass., V.St.A.,
Verstärker- und Detektoranordnungen für schwache Wechselströme
und für Empfängerzwecke der drahtlosen Telegraphie, bei denen eben-
falls eine evakuierte Entladungsröhre verwendet wird. Zur lonisierung
der Entladungsstrecke wird aber nicht ein Glühdraht, sondern ein
Quecksilberlichtbogen verwendet, der zwischen einer plattenförmigen
Eisenelektrode 5 (Fig. 13) und einem in einer Quecksilbermenge 6
zentral angeordneten Platindraht 4 übergeht. Dieser Lichtbogen ioni-
siert den Raum im Innern der Röhre und bewirkt somit das Leitend-
werden der Entladungsstrecke zwischen der Anode 2 und der Gegen-
elektrode 3, denen die zu verstärkenden oder anzuzeigenden Schwingungen

Patentschau. 563

oder Wechselströme zugelührt werden. Das Anzeigen kann dabei ent-
weder, wie in Fig. 13 angedeutet, auf photographischem Wege erfolgen,
indem die Schwankungen des Glimmlichtes (48 in Fig. 13) durch eine

Fig. 20.

Fig. 21.

Schlitzblende 49 hindurch auf einem kontinuierlich bewegten licht-
empfindlichen Streifen registriert werden, oder indem die Signale in
einem Telepbon (50, Fig. 14), abgehört werden.

564 H. Eales.

Alexander Meissner in Berlin beschreibt in der amerikanischer
Patentschrift 1170552 eine größere Anzahl von Schaltungen von
Kathodenstrahlröhrenempfängern, deren gemeinsames neues Merkmal
darin besteht, daß diese trägheitslosen Relais von periodischen oder
Wechselströmen erregt werden und sich dann vor allem zum Empfangen
von ungedämpften Schwingungen eignen. Erfolgt nämlich diese Be-
einflussung oder Erregung des Kathodenstrahlenrelais im Rhythmus
eines gut hörbaren Tones, so ist es möglich, ungedämpfte Wellen in

Fig. 22.

Form dieses gut hörbaren Tones wahrnehmbar zu machen und auf
diese Weise atmosphärische Störungen auszuschließen. Fig. 15 zeigt
eine solche Anordnung, bei welcher der das Kathodenstrahlrelais 1 be-
einflussende Wechselstrom der Wechselstrommaschine 18 dem Gleich-
faden 2 zugeführt wird und zur Heizung derselben dient. Fig. 16
zeigt eine Abänderung der Schaltung, bei der unterbrochener Gleich-
strom anstelle von Maschinenwechselstrom verwendet wird und dem
Glühstrom der Glühkathode überlagert wird. Fig. 17 und 18 zeigen
Anordnungen, bei denen der Hilfswechselstsom dem Anodenkreis zuge-
führt wird, Fig. 19 und 20 Anordnungen, bei denen der Hilfswechsel-
strom dem Gitterstromkreis der Röhre zugeführt wird. Fig. 21 stellt
eine Scheltungsanordnung dar, bei der mehrere Hilfswechselströme gleich-
zeitig auf alle Stromkreise des Kathodenstrahlrelais (Glühstromkreis,
Anodenstromkreis und Gitterstromkreis) einwirken und Fig. 22 endlich

Literaturverzeichnis. 565

stellt den Fall dar, in dem Kathodenstrahlröhren zugleich im Detektor-
kreis und zur Verstärkung der Niederfrequenzströme verwendet werden,
ehe diese den Empfänger erreichen.

Adresse des Autors: Gr. Lichterfelde W bei Berlin, Roonstr. 12.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher und Schriften.

(Die Redaktion behält sich die Besprechung einzelner Werke vor.)

Elektroindustrie. 1. u. 15. Dezember 1917, 1. u. 15. Januar 1918. Fach-
schriften-Verlag A.-G. Zürich.
Leo Galland (Berlin, Deutscher Telegramm-Schlüssel. Verlag M.
Krayn, Berlin W 10. Mit ca. 400 Textfiguren. Preis geb. M. 120.—
Max Planck, Thermodynamik. 5. Aufl. Verlag Veit & Comp., Leipzig.
1917. geb. M. 10.—
Hanns Günther, Das Mikroskop und seine Nebenapparate. (Hand-
buch der mikroskopischen Technik, Teil I.) Franckh'sche Verlagsbuch-
handlung, Stuttgart. 1917.
Hermann Stegemann, Geschichte des Krieges. 2. Band. Mit 4 far-
bigen Kriegskarten. Deutsche Verlags-Anstalt,; Stuttgart. 1917.
| M. 12.50, geb. M. 15.—
H. Triepel, Die Freiheit der Meere. Verlag Ferd. Wyss, Bern. 1917.
20 Ctmes.
Viktor von Strantz: Die Funkentelegraphie im jetzigen Kriege. Kaufungen-
Verlag (E. W. Püschel), Rostock 1917.
(Eingesandt 31. Januar 1918.)

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spiral coils (Erratum).

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galvanometer and a detector of the Audion type for measuring the strength
of radiotelegraphie signals.

(Eingesandt 31. Januar 1918.)

Namenregister. 567

Namenregister.

(O. = Originalabhandlung, M.P. = Mitteilungen aus der Praxis, D. = Detek-
toren, R. = Referate, P. = Patentschau, Br. = Briefe an die Redaktion.) .

Seite
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empfänger (O.) . 241
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nale mit der Jahreszeit (0.) . . 68
— Quantitative Messungen über die Stärke der von den deutschen
Funkenstationen in Nauen und Eilvese ee Signale zu
Washington (M.P.).. . iR ee a Bere). |;
— Quantitative Versuche it den Audion (0). een 284
— Die Messung radiotelegraphischer Signale mit dem schwingenden
Audion F TERN 296
Bethenod, J., Über die Verwendung des: Audions alë Genérator mit
Selbsterregung (O.). . . 278
Bressler, C. H. Graf von, Eine neue e Anordnung zur r Darstellung ı von
stehenden Wechselstromkurven mit der Braun-Röhre (R.). . . . 515
Burstyn, W. Empfangsstärke und Abstimmschärefe (O.) . . . . 427

Cohen, Louis, Drahtlose Zeichengebung auf weite Entfernungen (0.) 171
Demmler, 0., Messungen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit elek-

trischer Wellen an der Erdoberfläche (O) . . . 38
Dieckmann, Max, Über Maßbezeichnungen radiotelegraphischer Sende-

und Fine OR ae a 506
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Eccles, W., Eine Tafel zur Wellenlängenberechnung (OJ a 51L
Eichhorn, G., Unabhängige holländische Übersee- en m P) 89
— Funkentelegraphie auf Tahiti (M.P) . . . 89
— Reichweite drahtloser Stationen (M.P) . . . 2 2. 2.202..2.2.%90
— Norwegische Großstation Övresaeter (M.P.) . . . | |
— Der Zeitsignaldienst an Nordamerikas Küsten M.P) u u a O
— Funkspruchverkehr mit dem Auslande (M.P) . . 2 . . . . . 192
— Drahtlose Telegraphie auf Flugzeugen (M P.) . . . 2 2.2.2..19
— Audion (M.P) . . . . 898
— Drahtlose Telegraphie zwischen Kalifornien und d Japan ar P) . 400
— Camille Tissot . . aaa’ l i . . 426
— William Duddell . . 426

Fleming, J. A., Über die Ursachen der Ionisation der Atmosphäre (0,) 175

568 Namenregister.

de Groot, C. J., Über einige Probleme der ment zwischen
zwei drahtlosen Stationen (O.) .

—. Über das Wesen und die Ausschaltung von Störungen M. P). ,

Gutmann, Leodegar, Über eine besondere Antennen- -Anordnung (M.P.)

Hogan, J. L., Die Signalreichweite bei der drahtlosen Telegraphie (O.)

Latour, Marius, Theoretische Erörterung des Audions (R.) . . .

Libby, Tyng M., Eine Übersichtstafel für die Übermittelung unge-
dämpfter Wellen (M P.)

Liebowitz, Benjamin, Quantitative Beziehungen i in Detektorkreisen (D. )

Lindemann, R., und Hupka, E., Die Liebenröhre (O.)

Löwenstein, Fritz, Der Mechanismus der Strahlung und Fortpflanzung
bei der drahtlosen Übertragung (O) . .

Luckey, P., Nomogram:n für Schwingungszahl ind Wellenlänge von
Kondensatorkreisen (M.P.) . . .

Ludewig, Paul, Der Einfluß geophysikalischer und ‚meteorologischer
Faktoren auf die drahtlose Telegraphie (O.). . .

Macdonald, H. M., Das Fortschreiten elektrischer Wellen um de
Erdoberfläche (0) . C er Ger ar a

Marchant, E. W., Die Heaviside: Schicht (0) u

Nagaoka, H., Die Fortpflanzung elektrischer Wellen auf der Ober-
fläche der Erde und die ionisierte Schicht der Atmosphäre (O.)

Parodi, H., Die Theorie von Eceles und die drahtlose Telegrapnie (R.)

Roux, E., Untersuchungen und Verbesserungen am Parallelohm-
meter (M.P.) 2 be has a

Scheuermann, W., Französische Funksprüche M. P.) PA

Schwers, Frederick, The effect of water vapour in the atmosphere
on the propagation of electromagnetic waves. (Die Wirkung von
Wasserdampf in der Atmosphäre auf die Fortpflanzung elektro-
magnetischer Wellen) (R) . .

Sommerfeld, A., Die Überwindung der Er dkrümmung durch die Wellen
der drahtlosen Telegraphie (O.)

Sörensen, Aage S. M., Konstruktive Bestimmung der Wellenlänge aus
Kapazität und Selbstinduktion (M.P.) .

Taylor, A. H. und Blatterman, A. S., Die zeitliche Änderung der
drahtlosen Übertragung bei Nacht E in nocturnal trans-
mission“ (R.) .

Vallauri, G., Über die Wirkungsweise der in der drahtlosen Tele-
graphie benutzten Vakuumröhren mit drei Elektroden (Audion) >

Wagner, K. W. und Eichhorn, G., Robert Lindemann + .

Wiesent, H., Über einen direkt zeigenden Dämpfungsmesser (0). :

Zenneck, J., Über ebenen Een an einem drahtlosen pnp
fänger (al. BR)...“ 2 s

Briefe an die Redaktion

Bei d. Redaktion eingegang. Bücher u. "Schriften 115. 210. 328. 411. 499.

Literaturverzeichnis . . . . . . . . . 116. 211. 324. 418. 500.

516

565

Bücherbesprechungen . . . .. . . . . . 118. 213. 326. 421. 502.

Band 12. Mp Heft 6.

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Unter Mitarbeit
von
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(Washington), Prof. A. Biendel (Paris), Prof. Ferdinand Braun (Straßburg), Dr. W. Burstyn
(Berlin), Reg.-Rat H. Eales (Groß-Lichterfelde), Dr. A. Esau (Berlin-Charlottenburg),
Prof. J. A. Fleming (London), Dr. Lee de Forest (New York), Prof. Josef von Geitler
(Czernowits), Prof. Leo Graetz (München), Ingenieur W. Hahnemann (Kiel), Oberpostrat
0. Jentsch (Oppeln), Prof. L. Mandelstam (Odessa), Dr. Guglieimo Marconi (London),
Dr. Eugen Nesper (Berlin), Prof. J. W. Nicholson (Cambridge), Ingenieur Dr. Valdemar
Pouisen (Kopenhagen), Dr. phil. Heinrich Freiherr Rausch v. Traubenberg (Göttingen),
Prof. Auguste Righi (Bologna), Ingenieur Dr. J. 8. Sachs (Frankfurt a. M.), Oberlt.
Thor Thörnblad (Stockholm), Geh. Hofrat Prof. Max Wien (Jene)

und unter besonderer Mitwirkung

Prof. Dr. J. Zenneck
herausgegeben

von

Dr. Gustav Eichhorn

(ebemal. Leiter der Ostseeversuchsstationen von Prof. Braun -Siemens & Halske)

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Nach jahrelangem Vorarbeiten ist es gelungen, einen
Telegrammschlüssel für die technische Industrie heraus-
geben zu können.

Dieser Telegrammschlüssel ist der erste, der in deutscher
Sprache erscheint und die Gebiete des Maschinenbaues,
der Elektrotechnik, des Bauingenieurwesens, sowie die
verwandten Zweige der technischen Industrie bis in die
neueste Zeit berücksichtigt hat. Es existiert auch in anderen
Sprachen kein Werk, das auch nur annähernd in so ausführlicher
Weise die gesamte Technik und speziell auch die üblichen tech-
nischen Bezeichnungen behandelt, wie Gallands Deutscher
Telegrammschlüssel. -

Neuere Gebiete, beispielsweise den Dampfturbinen-
bau, Turbokompressorenbau, Luftschiff- und Flugzeug-
bau, ferner das Automobilwesen, in der Elektrotechnik den
Bau der Turbogeneratoren, Funkentelegraphie, Röntgen-
apparate usw. hat der Verfasser aufs ausführlichste be-
handelt. Auch die Textilindustrie, der Papiermaschinen-
bau und große Teile der allgemeinen Technologie fanden
entsprechend ihrer Wichtigkeit reichliche Beachtung.

Außer dem technischen Teil ist dem Werke ein Teil von
Redewendungen angegliedert, der in praktischer Weise den all-
gemeinen kaufmännischen Verkehr berücksichtigt, Die
. Einteilung ist nach den verschiedenen Industriezweigen getrennt
und derartig geordnet, daß der Gebrauch des Deutschen Tele-
grammschlüssels bedeutend erleichtert wird:

‚Durch seine Anordnung und Übersichtlichkeit wird Gallands
„Deutscher Telegrammschlüssel“ auch für Exporteure und deren °
. Kundenkreis ein technisches Nachschlagewerk und Ratgeber sein.

Einen weiteren Vorteil des Werkes bildet ein Telegramm-
Kürzer, der eine weitere Verkürzung und wesentliche
Ersparnis im Telegrammverkehr gestattet.

Aus einer mehr als 2ojährigen Tätigkeit hat der Verfasser
sich die Erfahrungen zunutze gemacht und aus eigenem Bedürfnis
heraus ist dieser für die deutsche Industrie so wichtige „Deutsche
Telegrammschlüssel für die technische Industrie“ entstanden,

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